Sein Großvater Johann Christoph Voigtländer (1732–1797) gegründete 1756 in Wien den optischen Betrieb, der dann von seinem Vater Johann Friedrich Voigtländer (1779–1859) weitergeführt wurde. Nach dem Schulbesuch erhielt Peter Friedrich Wilhelm Voigtländer seine erste Ausbildung als Optiker im Geschäft seines Vaters, besuchte dann das polytechnische Institut in Wien und vervollständigte sein Wissen auf Reisen durch Deutschland, Frankreich und England. 1835 übernahm er das väterliche Geschäft, vervollkommnete seine theoretischen Kenntnisse und fertigte kleine Fernrohre. Nach den Berechnungen des österreichischen Mathematikers Petzval (1807–1891) konstruierte Voigtländer das erste photographische Porträtobjektiv und schuf damit die Grundlage der neueren Photographie. Er wurde dafür vom Niederösterreichischen Gewerbeverein und von der Société d'Encouragemenet in Paris mit der Silbermedaille geehrt. Voigtländer übersiedelte 1849 nach Braunschweig und gründete dort 1865 ein neues Geschäft. Die Voigtländische Fabrik produzierte in Braunschweig das Achtzehntausendste Petzval-voigtländersche Doppelobjektiv. Zuvor war ihm um 1866 der erbliche Adelstitel des österreichischen Kaiserreichs verliehen worden. Später erhielt er das Ritterkreuz des Franz-Joseph-Ordens. Der Herzog von Braunschweig verlieh ihm den Titel Kommerzienrat und verschiedene gelehrte Gesellschaften das Mitgliedsdiplom. 2006 bestand das Unternehmen 250 Jahre.