Petra Buzková se narodila v Praze v roce 1965. V roce 1988 absolvovala Právnickou fakultu Univerzity Karlovy. V roce 1990 vstoupila do Strany zelených a v roce 2002 byla zvolena její předsedkyní.
V letech 2002 až 2006 působila jako ministryně školství, mládeže a tělovýchovy ve vládě Vladimíra Špidly a Stanislava Grosse. V roce 2006 rezignovala na funkci ministryně a v roce 2007 skončila ve funkci předsedkyně Strany zelených.
V roce 2010 byla zvolena do Senátu Parlamentu České republiky za obvod Praha 2. V Senátu působila do roku 2016. V roce 2014 byla neúspěšnou kandidátkou Strany zelených na prezidenta České republiky.
Petra Buzková je vdaná a má tři děti. Hovoří česky, anglicky, německy a francouzsky.