Чех начинал как полузащитник за молодёжную команду «Виктория» в Пльзене, изредка играя в воротах. В возрасте 10 лет, после перелома ноги, он предпочёл позицию вратаря.
«Хмел»
Дебют Чеха на профессиональном уровне состоялся в возрасте 17 лет за клуб «Хмел» в 1999 году.
«Спарта» Прага
Трансфер на сумму 700 тыс. евро позволил клубу «Спарта» приобрести вратаря, который поставил национальный рекорд: 855 минут без пропущенных голов.
«Ренн»
После всего одного сезона в пражской «Спарте» Чех был куплен французским клубом «Ренн» за 5 млн € в июле 2002 года. Благодаря уверенной игре молодого чешского вратаря, команда сначала избежала вылета в Лигу 2, а в следующем сезоне достигла полуфинала Кубка Франции и заняла 9-е место в высшем дивизионе в сезоне 2003/04.
«Челси»
В январе 2004 Петр Чех согласился на летний переход в «Челси» за 10,3 млн €, подписав пятилетний контракт. Приехав в «Челси», Чех не сразу стал вратарём № 1, потому что в клубе уже был Карло Кудичини, считавшийся лучшим вратарём Премьер-лиги. Однако Карло Кудичини совершил несколько ошибок во время предсезонной подготовки, и Чеха поставили в створ ворот. В 2005 году побил рекорд Петера Шмейхеля, не пропустив ни одного гола на протяжении 11 игр и 35 минут (1025 минут). За это достижение Чех получил прозвище «Мистер Зеро» (англ.Mister Zero, Мистер Ноль). В результате Чеху сразу же удалось стать одним из ключевых игроков команды.
После получения тяжелейшей травмы головы (вдавленный перелом черепа), которую ему нанёс игрок «Рединга» Стивен Хант, карьера голкипера находилась под угрозой. Однако Петр сумел оправиться от повреждения раньше положенного срока и продолжил демонстрировать хорошую игру в воротах. Во избежание получения повторной травмы головы, вратарь, вплоть до конца карьеры, выходил на поле в специально изготовленном для него защитном шлеме, благодаря которому получил прозвище «Танкист». 26 сентября 2009 года в матче против клуба «Уиган Атлетик» на 51-й минуте получил красную карточку, сфолив в штрафной на Уго Родальеге. Вместо Чеха на поле вышел Энрике Илариу, но пенальти отразить не смог. Матч закончился победой «Уиган Атлетик» со счётом 3:1.
В чемпионате Англии 2010/11 Чех сохранял свои ворота в неприкосновенности в течение 3 игр 85 минут (355 минут). Пропустил он только в матчах с «Вест Хэм Юнайтед» и «Ливерпулем». По итогам чемпионата Англии 2011/2012 его клуб, согласно таблице, не попадал в зону еврокубков, но благодаря Чеху была добыта победа в Лиге чемпионов УЕФА, которая позволила «Челси» автоматически попасть в следующий клубный турнир Европы. В финальной игре Петр Чех отразил в дополнительное время пенальти Арьена Роббена, в серии пенальти взял удары Ивицы Олича и Бастиана Швайнштайгера. При этом Чех угадал, куда полетит мяч во всех шести одиннадцатиметровых.
На момент выступления за «Челси» Петр считался одним из лучших вратарей мира[6]. Однако с приходом в клуб Тибо Куртуа именно бельгиец стал основным голкипером команды.
«Арсенал»
29 июня 2015 года было официально объявлено о переходе игрока в лондонский «Арсенал»[7]. На протяжении трёх сезонов Чех был основным вратарём канониров. Сезон 2018/19 он также начал в качестве основного вратаря. 29 сентября 2018 года в матче 7-го тура с «Уотфордом» Чех в конце 1-го тайма получил травму задней поверхности бедра[8]. Даже после его восстановления основным вратарём «Арсенала» оставался новичок команды Бернд Лено, а Чех выходил на поле в кубковых матчах.
15 января 2019 года объявил о завершении профессиональной карьеры по окончании сезона 2018/2019[9]. После чего вернется в «Челси», где займет уже должность спортивного директора клуба[10].
«Челси»
20 октября 2020 года «Челси» внес Петра Чеха, занимающего должность советника в тренерском штабе клуба, и завершившего карьеру игрока, в заявку команды на сезон Английской Премьер-лиги 2020/2021 годов[11]. В клубе объяснили этот шаг большим количеством чрезвычайных ситуаций, вызванных пандемией COVID-19 и тем что только лишь в экстренной ситуации Петр Чех сможет появиться на поле[12]. 14 декабря 2020 года вернулся в большой футбол, сыграв в матче Челси U23 — Тоттенхэм U23, пропустив два мяча в первом тайме, но отстояв сухой второй тайм[13].
Карьера в сборной
В национальной сборной Чехии дебютировал в возрасте 19 лет 12 февраля 2002 года в товарищеском матче со сборной Венгрии (2:0). Первые шесть матчей в сборной отыграл на ноль.
Проводил за сборную не менее 6 матчей за год на протяжении 15 лет подряд (2002—2016). Всего провёл 124 матча за сборную Чехии. Был основным голкипером сборной на 4 подряд чемпионатах Европы (2004, 2008, 2012, 2016) и одном чемпионате мира (2006). В 2016 году опередил Карела Поборского и стал рекордсменом сборной Чехии по количеству сыгранных матчей. Летом 2016 года принял решение завершить выступления в сборной[14].
Хоккейная карьера
9 октября 2019 года Чех подписал контракт в качестве вратаря с хоккейной командой «Гилдфорд Феникс» из 2-го дивизиона Национальной хоккейной лиги (NIHL) — 4-й уровень британского хоккея[15][16][17]. Он взял себе номер 39 в честь Доминика Гашека[18]. Чех заявил, что продолжит исполнять роль технического консультанта в «Челси», а в свободное время будет играть в хоккей[19]. 13 октября 2019 года состоялся его дебют в матче против «Суидон Уайлдкэтс», в котором он был назван лучшим игроком матча, после того как отбил два послематчевых буллита в победной серии и сделал ещё несколько важных сейвов во время игры[20][21][22][23][24]. В ноябре 2022 года Чех подписал контракт с командой «Челмсфорд Чифтенс» 1-го дивизиона NIHL[25]. В июне 2023 года, после одного сезона в «Челмсфорде», подписал контракт с «Оксфорд Сити Старз» из того же дивизиона[26].
Чех родился в чешском городе Пльзень, причём его мама родила тройню[34]. Через два года его брат Михал умер от заболевания, поэтому из троих детей выросли только Петр и его сестра Шарка. Ещё одна сестра старше их на несколько лет, её зовут Маркета. Из-за того, что он родился в тройне, у него более слабый череп, чем у других двух детей[35].
Жена Мартина (род. 1982), дочь Адела (род. 23 января 2008 года), сын Дамиан (род. 16 июня 2009 года)[36].
Музыка — одно из увлечений Чеха, он играет на барабанах. У него есть канал на YouTube под собственным именем, на котором он публикует каверы на барабанах на известные композиции[37]. Чех выступал на одном из концертов группы Eddie Stoilow[38]. Накануне начала чемпионата Европы 2012 выступил на концерте во Вроцлаве и исполнил барабанную партию из песни Smells Like Teen Spirit группы Nirvana[39]; также в его активе исполнение барабанной партии одной из песен группы Foo Fighters[40]. Он играл с Роджером Тейлором, барабанщиком группы Queen[41]. В мае 2019 года он и Тейлор выпустили благотворительный сингл That’s Football[42]. В 2020 году он присоединился к фолк-рок-группе Wills & The Willing в качестве барабанщика, снявшись в их клипе Iceberg[43].