Jeho otec, taktéž Pierre Corneille, byl královským advokátem pro Normandii a správce lesů a vod rouenského vikomství. Matka, Marthe Le Pesant de Bois-Guilbert, rovněž pocházela ze vznešené rodiny. Ze sedmi dětí byl Pierre nejstarší. Kromě něj se proslavil i mladší bratr Thomas Corneille a jejich synovec, slavný Bernard le Bovier de Fontenelle .
Vzdělání získal na jezuitské koleji v Rouenu a advokátem se stal jen, aby nezklamal svého otce. Přísahu složil v roce 1624 .
První hru, Mélite , napsal Corneille jako poctu své první tajné lásce Madame du Pont. Jednalo se o jistou vysoce postavenou dámu města Rouen , manželku účetního správce.
Corneille zapomněl na právnickou kariéru a rozvíjel svou vášeň k poezii . V roce 1634 měl za sebou již vydání tří her, když jej rouenský arcibiskup pověřil sepsáním oslavné básně pro krále Ludvíka XIII. a kardinála Richelieu . Po úspěšném uvedení her následovala další spolupráce s kardinálem.
V roce 1636 potkal v Rouenu paní De Chalon , která mu vnukla myšlenku inspirovat se španělským divadlem. Tak v roce 1637 vzniklo jeho vrcholné dílo Cid . Hru čekalo vřelé přijetí jak od krále, tak od královny. U kardinála vzbuzovala spíše žárlivost, což se projevilo na celkové kritice, které se tomuto dílu dostalo od Akademie . Ta jej pod tlakem kardinála označila jako nepravou klasicistní tragédii , která plně nevyhovuje daným pravidlům. Nakonec ale uznala její bohatost a přijala Corneillovy kvality.
V roce 1640 potkal Pierre Corneille svou osudovou lásku, mladou dívku Marii , ale protože byl přesvědčen, že se s ní nikdy nebude moci oženit, upadl do smutku. Kardinál proto pozval Mariina otce, Mathieu de Lamperière, do Paříže a sňatek nařídil. Sňatek spisovateli přinesl šest dětí (dvě dívky a čtyři chlapce), z nichž dva chlapci předčasně zemřeli.
Ve stejném roce napsal Corneille své hry Horatius , Cinna a Polyeucte . Od roku 1647 byl člen Francouzské akademie .
V roce 1670 požádala anglická princezna Henrieta, manželka Filipa Orleánského , dva významné autory své doby, Jeana Racina a Pierra Corneille, aby každý z nich sepsal svou verzi veršů o láskách Bereniky. Princezna si nakonec zvolila a podpořila dnes slavnou tragédii Berenika ( Bérénice ) Jeana Racina . Corneillovu verzi, Titus a Berenika ( Tite et Bérénice ) později přepracoval jeho přítel Molière .
Konec života trávil Corneille v chudobě, i přes svůj velkolepý život. Zemřel 1. října 1684 ve svém domě v ulici Argenteuil v Paříži .