Oscarsson, ikiz kardeşi Björn ile birlikte, 28 Ocak 1927'de Stockholm, Kungsholmen'de, bir mühendis olan Einar Oscarsson ve Therèse, née Küppers'in çocuğu olarak dünyaya geldi. İkizlerin iki büyük kardeşi vardı. Alman olan anneleri, 1933'te kanserden öldü.

Oscarsson, en çok, aynı adlı 1890 Knut Hamsun romanından uyarlanan toplumsal gerçekçilik draması Açlık'ta Pontus adlı aç bir yazar rolüyle tanınıyordu. Bu rolüyle 1966 Bodil, Başrolde En İyi Erkek Oyuncu dalında Guldbagge Ödülü ve 1966 Cannes Film Festivali en iyi erkek oyuncu ödüllerini kazandı. En son film rolü, Stieg Larsson'un ünlü romanlarından uyarlanan 2009 yapımı Ateşle Oynayan Kız ve Eşek Arısı Yuvasına Tekme Atan Kız filmlerinde Lisbeth Salander karakterinin kamuya açık koruyucusu olan Holger Palmgren'i canlandırmasıyla gerçekleşti.

Per Oscarsson ve eşi Kia Östling'in evinde 30-31 Aralık 2010 gecesi yangın çıktı. 31 Aralık'ta bir akrabası evin sadece temelleri ve bacası kalmış şekilde yanmış halde buldu. Oscarsson'dan yangından sonra haber alınamadı. 2 Ocak 2011'de evin yıkıntıları arasında bir ceset bulundu ve polis bunun Oscarsson'un veya eşinin cesedi olduğunu varsaydı. 3 Ocak'ta ikinci bir ceset bulunması, hem Oscarsson'un hem de eşinin yangında hayatını kaybettiği olasılığını artırdı. 5 Ocak'ta Oscarsson ve eşinin ölümleri İsveç polisi tarafından diş kayıtları aracılığıyla doğrulandı. Oscarsson 83 yaşında öldü.