Fleming s-a născut în San Jose, California, fiica lui Doris Elizabeth (născută Deal) și a lui Albert Eugene Fleming, un jurnalist de ziar și fost pușcaș marin al SUA. A început să patineze la vârsta de nouă ani, când tatăl ei le-a dus pe Peggy și pe cele trei surori ale sale la patinaj. În 1961, când Peggy avea 12 ani, antrenorul ei, William Kipp, a fost ucis în prăbușirea zborului Sabena 548, împreună cu restul echipei de patinaj artistic a Statelor Unite, în timp ce se îndreptau spre Campionatele Mondiale de patinaj artistic din 1961. Ulterior, Fleming a fost antrenată de Carlo Fassi. Stilul ei neobișnuit a dus la cinci titluri americane, trei titluri mondiale și medalia de aur la Jocurile Olimpice din 1968 de la Grenoble, Franța.

Mama lui Peggy a jucat un rol memorabil în medalia olimpică obținută de fiica ei la Grenoble, deoarece a ales o culoare pentru costumul de patinaj, chartreuse, numită după lichiorul de această culoare produs de carthusienii vecini în mănăstirea lor fondatoare, care dă și numele de „chartreuse” regiunii, inspirând astfel, probabil, sprijinul publicului local francez pentru performanța practic fără cusur a lui Peggy. Premiul ei de la Grenoble a fost deosebit de important pentru sportivii americani și pentru întreaga națiune, deoarece aceasta a fost singura medalie de aur pe care echipa olimpică americană a câștigat-o la Jocurile Olimpice de iarnă din 1968. Aceasta a însemnat o revenire la dominația americană în sportul patinajului artistic feminin, după tragedia fără precedent a accidentului de avion Sabena din 1961.

După ce a devenit campioană olimpică, Fleming a devenit profesionistă, a jucat în emisiuni TV, inclusiv în cinci emisiuni speciale proprii de la NBC și a făcut turnee cu multe spectacole de patinaj, precum Ice Capades. În timpul Războiului Rece, Fleming a filmat o emisiune TV în URSS și a patinat pe Concertul pentru vioară Butterfly Lovers în China. Din 1981, a fost comentator de patinaj pentru ABC Sports. În 1993, Associated Press a publicat rezultatele unui studiu sportiv național care a clasat-o pe Fleming pe locul al treilea în topul celor mai populare atlete din America, după colegele olimpice Mary Lou Retton și Dorothy Hamill.

Peggy Fleming a fost diagnosticată cu cancer la sân în 1998. Cancerul a fost depistat în stadii incipiente, iar operația a fost un succes. Ea a devenit o activistă împotriva cancerului de sân care recomandă să nu se amâne și militează pentru depistarea timpurie.

Fleming și soțul ei, Greg Jenkins, au deținut și au operat Fleming Jenkins Vineyards & Winery în California. Vinăria producea aproape 2.000 de cutii de vin pe an, cu nume precum „Choreography”, un amestec în stil Bordeaux din Napa Valley și un „Victories Rose” din San Francisco Bay Syrah. Profitul obținut din „Victories Rosé” a fost direcționat către organizații caritabile care susțineau cercetarea în domeniul cancerului la sân. Vinăria a fost închisă în 2011.

În 1988, o păpușă Peggy Fleming, realizată integral din porțelan, a fost făcută de Franklin Mint Heirloom Porcelain Dolls.

În 2007, Fleming a apărut în filmul Blades of Glory în calitate de judecător.

În 2010, Art of the Olympians a produs un documentar de 30 de minute. Ea este, de asemenea, artistă cu lucrări expuse la Art of the Olympians.

Împreună cu fosta olimpică Vonetta Flowers, Fleming a fost rănită și spitalizată pentru scurt timp în urma unui accident de circulație în timp ce se afla în coloana de mașini a vicepreședintelui american Joe Biden la Jocurile Olimpice de iarnă din 2010 de la Vancouver.

.