Peder Alfssøn fremstår som en typisk representant for de nordmenn som i begynnelsen av 1600-tallet skaffet seg en bred og solid akademisk utdannelse i Europa, for deretter å bruke den i statens tjeneste gjennom ulike embeter i hjemlandet.
Han ble født i Oslo, men hans foreldre og slektskapsforhold for øvrig er ikke kjent. Som ung mann ble han sendt til utlandet for å studere. 1601 ble han innskrevet ved jesuittkollegiet i Braunsberg (nå Braniewo i Polen), og fra 1602 studerte han ved universitetet i Olmütz (nå Olomouc i Tsjekkia), også dette et av jesuittenes utdanningssentre. I Braunsberg må han ha blitt kjent med den norske pateren Laurentius Nicolai Norvegus (“Klosterlasse”), som underviste ved kollegiet, og en annen norsk student, Jakob Hjort, som 1602 ble ordinert til katolsk prest og senere virket som luthersk sogneprest og hemmelig katolsk prest i Onsøy. Bekjentskapet med Hjort og hans prokatolske familie, og inntrykkene fra studiene hos jesuittene skulle komme til å få stor betydning for Peder Alfssøn.
I Danmark-Norge bredte det seg på denne tiden en frykt for at den katolske lære igjen skulle få fotfeste, og 1604 utstedte Christian 4 et brev som forbød ansettelse i kirke eller skole av personer som hadde studert hos jesuittene. Dette er antakelig bakgrunnen for at Peder Alfssøn 1606 var tilbake i Oslo som elev ved Oslo skole. Allerede samme år ble han huslærer hos Peder Iverssøn Jernskjegg på Fritsø, hvor han ble til 1609. Deretter fortsatte han sine utenlandsstudier i medisin og jus, og var bl.a. ved universitetene i Leiden, Orléans, Padova og Basel; i Basel tok han 1615 den medisinske doktorgrad. Han brukte senere også tittelen dr.juris, uten at det vites hvor eller når han oppnådde denne graden.
Mens Peder Alfssøn oppholdt seg i utlandet ble det 1612 reist sak mot den prokatolske slottspresten på Akershus, Christoffer Hjort, som var bror av Peders gamle studiekamerat fra Braunsberg. Mistanken om katolske tilbøyeligheter ble også rettet mot Peder Alfssøn, og det var meningen at han skulle stevnes inn for herredagen i Skien høsten 1613, men det ser ut til at saken mot ham ble frafalt.
1616 var han tilbake hos Peder Iverssøn Jernskjegg på Fritsø, denne gang som huslege, men allerede året etter ble han utnevnt til residerende lege i Bergen. Her ble han lønnet med inntekten av et prebende, noe som gjorde ham til medlem av domkapitlet. I Bergen ble han kjent med stattholder Jens Juel og kansler Jens Bjelke, som begge ville ha ham til Oslo. Dette ønsket ble oppfylt da han 1626 ble forlenet med kantors kanonikat ved Oslo domkirke. Her skulle han praktisere medisin og forvalte kantoriet, men han skulle også undervise i filosofi ved latinskolen i byen, som var bestemt flyttet til det nye byanlegget Christiania. Flyttingen av skolen og ansettelsen av Peder Alfssøn var begge ledd i Christian 4s plan om å omdanne skolen til en mer vitenskapelig innrettet undervisningsinstitusjon, et gymnasium.
Da gymnasieplanene ble skrinlagt og Peder Alfssøn samtidig mistet sitt kanonikat i Oslo og sitt prebende i Bergen, anbefalte Jens Bjelke at han skulle utnevnes til lagmann i Christiania, men i stedet ble han 1631 utnevnt til lagmann i Trondheim. I begynnelsen ble det klaget en del over de dommer han avsa, og Bjelke kalte ham 1632 til Elingård, hvor de sammen gjennomgikk og rettet dommene. Peder Alfssøn ble sittende som lagmann til 1653, da han søkte avskjed og fikk kongens tillatelse til å overlate embetet til sin svigersønn, Nicolaus Paulssøn.
1631 forhandlet Peder Alfssøn med stendene nordenfjells om bidrag til bygging av nye festningsanlegg i Slesvig, og han bidrog også selv økonomisk til slike tiltak. Han deltok på stendermøtene 1639 og 1648, og var flere ganger betrodd å overlevere Reinskloster og Bakke kloster til nye lensherrer.
Peder Alfssøn ble en velstående mann. Han eide jordegods både på Østlandet, i Trøndelag og i Jølster. Lagmannsembetet var avlønnet med jordegods og med avgifter og sportler. Peder Alfssøn leide og drev gårdene Steindal og Granåsen ved Trondheim, og han eide en sag i Stjørdal. Sammen med svigersønnen Nicolaus Paulssøn eide han 3/8-parter i Meldals (senere Løkken) kobberverk. Dessuten hadde han interesser i det rike sildefisket i Stjørnafjorden.
Hans allsidige utdannelse og lange utenlandsopphold hadde gjort ham til en kunnskapsrik mann, og hans interesser favnet over mange ulike emner. Etter sine studier hos jesuittene hadde han tilegnet seg store teologiske kunnskaper i motreformasjonens ånd. Fra 1626 samlet han på oppdrag av kansler Christian Friis inn opplysninger om norske helleristninger og runeinnskrifter, som Ole Worm senere benyttet i sitt verk Danicorum Monumentorum Libri Sex (1643). Av hans egen litterære produksjon er lite kjent, men han skrev bl.a. et latinsk ærevers i 1627-utgaven av Anders Arrebos danske gjendiktning av Davids salmer.
Peder Alfssøn var høyt vurdert i sin samtid. Jens Bjelke og Otto Sperling omtaler ham som lærd og bereist, og biskop Nils Glostrup beskrev ham som gudfryktig, skikkelig, flittig i sin bestilling og høvisk. Ekteskapet med Anne Jacobsdatter Wolf, en datterdatter av Oslo-biskopen Jens Nilssøn, brakte ham i forbindelse med humanistene i “Oslokretsen”, og flere av deres barn og barnebarn oppnådde fremskutte stillinger og ry i samtiden for lærdom og forfatterskap.