ロシア、ウラル地方のヴォトキンスクで鉱山技師の父の元に生まれた。家族に職業音楽家はいないが、父がフルートを演奏し、母もピアノを弾くなど音楽的な素養があった。1859年から法務省の官吏になるが63年には辞職。このころ新設されたペテルブルク音楽院に所属しており、院長の
アントン・ルビンシュタインに管弦楽法を学んだ。卒業後アントンの弟、ピアニストのニコライ・ルビンシュタインの招きでモスクワ音楽院の講師となった。ニコライとはその後親友として交流した。
1870年代は結婚（1877年）の失敗から精神的に不安定となるなど危機的な状況も迎えた。しかし創作力は旺盛で1868年の「ロメオとジュリエット」に始まって、「ピアノ協奏曲第1番（1874-75）」、「交響曲第4番（1877）」などの傑作が生み出されて名声をもたらした。
1880年代には皇帝一家との交流もあり、社会的地位を堅固なものとした。93年、交響曲第6番の初演直後に死去した。死因は一般的にはコレラとされているが、同性愛の発覚を恐れての自殺などという説もある。
チャイコフスキー作品でよく知られているのは交響曲やバレエ音楽などの管弦楽作品が中心で、有名なピアノ曲は少ない。その中でピアノ協奏曲第1番は、このジャンル中有数の人気曲として極めて高い人気を持っている。「四季」や「子供のためのアルバム」などの小品集、「ドゥムカ」が比較的演奏頻度が高い。
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