Peter Kooij sang bereits im Alter von sechs Jahren im Chor seines Vaters und machte als Knabensopran viele Rundfunk- und Schallplattenaufnahmen. Nach einem Violinstudium am Utrechter Konservatorium studierte er Gesang bei Max van Egmond am Sweelinck-Konservatorium in Amsterdam, wo er sein Solistendiplom mit Auszeichnung erwarb.
Peter Kooijs Konzerttätigkeit führte ihn an die wichtigsten Musikzentren der ganzen Welt, wie z. B. Concertgebouw Amsterdam, Musikverein Wien, Carnegie Hall New York, Royal Albert Hall London, Teatro Colon Buenos Aires, Berliner und Kölner Philharmonie, Palais Garnier Paris, Suntory Hall und Casals Hall Tokio, wo er unter der Leitung von u. a. Philippe Herreweghe, Ton Koopman, Frans Brüggen, Gustav Leonhardt, René Jacobs, Sigiswald Kuijken, Roger Norrington und Iwan Fisher sang. Neben allen vokalen Werken Bachs umfasst sein umfangreiches Repertoire Werke von H. Schütz bis A. Webern und wird durch mehr als 130 CD-Produktionen dokumentiert (Philips, Harmonia Mundi, Sony und Virgin Classics, Erato, EMI und BIS). Von BIS wurde er für die Gesamtaufnahme der Bach-Kantaten mit dem Bach Collegium Japan unter der Leitung von Masaaki Suzuki eingeladen. 1999 gründete er das Kammerorchester „De Profundis“, das sich zum Ziel gesetzt hat, Sänger im Hinblick auf die historische Aufführungspraxis adäquat zu begleiten. Im gleichen Jahr rief er das Vokalensemble „Sette Voci“ ins Leben, das sich aus jungen Nachwuchssängern zusammensetzt und dessen künstlerischer Leiter er ist. Seit 2002 ist er Mitglied des Solistenquartetts „Tanto Canto“, in dem er zusammen mit Monika Frimmer, Christa Bonhoff und Dantes Diwiak schwerpunktmäßig die Literatur des Barock und der Romantik gestaltet.