Es llicencià (1960) en dret i es doctorà (1970) a la Universidad Complutense de Madrid. Estudià també dret comparat a la Universitat d’Estrasburg. Entre el 1963 i el 1975 formà part com a advocat del Tribunal de Orden Público, en el qual destacà per la seva defensa dels drets humans.
S’aproximà a l’oposició democràtica i milità (1962-64) a Izquierda Democrática Cristiana. Junt amb Joaquín Ruiz-Giménez i altres destacats antifranquistes, fou cofundador de la revista Cuadernos para el Diálogo. Detingut i empresonat i suspès de l’exercici de l’advocacia (1971), l’any 1972 s’afilià al PSOE i aviat n’esdevingué un dels membres més destacats. Des del 1979 fou vocal de la Comissió Executiva del Partit.
Després de la mort de Franco, fou un dels principals artífexs de la Constitució de 1978 i del pas de l’Estat espanyol del franquisme a la monarquia constitucional; durant la legislatura constituent fou secretari general del Grup Parlamentari Socialista i ponent constitucional. Diputat en les eleccions generals del març del 1979, fou novament secretari general del Grup Parlamentari Socialista fins el 1986. Des del 1979 era vocal de la Comissió Executiva federal del PSOE.
En produir-se la contundent victòria socialista en les eleccions generals del 1982, fou elegit president del Congrés dels Diputats, càrrec que exercí durant la legislatura. Fou també alt comissionat per a les víctimes del terrorisme (2004-06), i l’any 2009 creà la Fundación Gregorio Peces Barba per promoure els drets humans des d’un punt de vista jurídic.
Paral·lelament a la carrera jurídica i política, exercí la docència a la Universidad Complutense de Madrid com a professor numerari de filosofia del dret (1966) i l’any 1982 hi obtingué, per concurs oposició, la plaça de professor agregat de dret natural i filosofia del dret. Des del 1989 centrà la seva activitat acadèmica en l’impuls de la Universidad Carlos III de Madrid, de la qual en el període 1990-2007 fou rector.
Rebé nombroses distincions, entre les quals cal esmentar la Gran Creu de l’Orde de Sant Raimon de Penyafort (1986) i la Gran Creu al Mèrit Militar (1999). L’any 1993 ingressà a la Real Academia de Ciencias Políticas y Morales.
Contrari a qualsevol mena de reconeixement de la identitat catalana i partidari de l’uniformisme pancastellà i del centralisme de l’Estat espanyol, diversos pronunciaments seus en aquest sentit foren motiu de polèmica des de Catalunya.