Peter Vilmann fik sin embedseksamen i 1981 og efterfølgende speciallægeanerkendelse i kirurgi i 1993 og kirurgiske mavetarmsygdomme i 1994.
Fødselaren er i dag internationalt anerkendt pioner efter at have været med til at udvikle en metode til at udtage celler i forbindelse med endoskopisk ultralydskanning. Metoden er i dag udbredt i det meste af verdenen og benyttes til diagnostik og stadieinddeling af visse kræftformer. Peter Vilmann forsvarede sin doktordisputats i 1997 og har en stor videnskabelig produktion bag sig. Han blev i 2010 udnævnt til professor i endoskopi ved Københavns Universitet med samtidig ansættelse på gastroenheden på Herlev Hospital, og han har blandt andet været med til at indføre og forske i adskillige nye endoskopiske metoder i Danmark, f.eks. kikkertundersøgelser i og behandling af tyndtarmens sygdomme. Han har de seneste år indført en bedre bedøvelsesmetode til endoskopi (Naps) på Gentofte Hospital som den første i Danmark og standardiseret metoden, som nu er under indføring i Region Hovedstaden.
