Vonhof wurde am 15. Januar 1949 in Berlin geboren. Im Alter von 13 Jahren bestritt er seine ersten Rennen, aber es dauerte eine Zeitlang, ehe sich für ihn die ersten Erfolge einstellten. Schließlich wurde er von Kilian entdeckt und in die deutsche Nationalmannschaft berufen. Die Olympischen Spiele 1968 in Mexiko kamen für den damals 19-Jährigen noch zu früh, aber danach war er fester Bestandteil des westdeutschen Nationalteams.

1970 holte Peter Vonhof in Leicester (Großbritannien) zusammen mit Günter Haritz, Udo Hempel und Ernst Claußmeyer seinen ersten Weltmeistertitel in der Mannschaftsverfolgung der Amateure. 1973, 1974 und 1975 folgten drei weitere WM-Titel in der Disziplin. Zwei weitere WM-Medaillen (1971 Bronze, 1977 Silber) gehören ebenso in seine Sammlung. Bei den Olympischen Spielen 1972 in München war Vonhof Teil des «Gold-Vierers», fuhr allerdings nicht im Finale. 1976 in Montreal (Kanada) holte die deutsche Mannschaft um Vonhof erneut Olympiagold.

1973 und 1976 wurde der Berliner mit der Mannschaft zum Sportler des Jahres gewählt. Für seine sportlichen Leistungen wurde er zude zweimal mit dem Silbernen Lorbeerblatt geehrt.

Weil sein Entdecker Kilian Ende 1977 als Bundestrainer zurückgetreten war, durch den Olympiaboykott 1980 sowie zwei schwere Stürze, von denen er sich lange erholen musste, trat Vonhof aus der Nationalmannschaft aus. Danach bestritt er nur noch nationale Rennen, ehe er 1985 seine Karriere nach insgesamt 23 aktiven Jahren beendete. In der Zeit gewann der heutige Jubilar weit über 300 Rennen auf Bahn und Straße.

Nach seiner aktiven Laufbahn übernahm Peter Vonhof verschiedene Trainerposten, wie etwa als Vereinstrainer beim RC Charlottenburg und beim Landesverband Berlin.

Auch jetzt im Ruhestand verfolgt Vonhof noch aktiv den Radsport. Er selbst ist auch immer noch fast jeden Tag auf dem Fahrrad unterwegs und fährt pro Jahr noch rund 12.000 Kilometer. Seinen 70. Geburtstag feiert er im Kreise seiner Familie.