Li estis filo de la fama konstruisto de mikroskopoj, teleskopoj kaj aerpumpiloj Johann Joosten van Musschenbroek (1660–1707). Tial jam en la infaneco li alproksimiĝis al tekniko kaj naturscienco. Post fino de la latina mezlernejo en 1708 li komencis studi medicinon en la Universitato de Leiden kie li doktoriĝis en 1714. Sekve li iris al Anglio, kie li estis aparte impresita de la lecionoj de la naturfilozofo John Theophilus Desaguliers kaj de la fama fizikisto Isaac Newtons.
En 1723 van Musschenbroek iĝis profesoro en la Universitato Utrecht, kies rektoro li estis en la jaroj 1729/30. En la jaro 1734 li estis nomumita Fellow de la angla Royal Society (FRS) kaj korespondanta membro de la franca Académie des Sciences.
En 1739 li revenis al Leiden kaj iĝis la posteulo de sia akademia instruisto Willem Jacob ’s Gravesande. Li partoprenis al organizaj laboroj de la universitato kaj estis ĝia rektoro en la jaroj 1743/44. En 1754 li estis nomumata honora profesoro de la Rusa Akademio de Sciencoj en Sankt-Peterburgo, sed li restis ligita al la universitato de Leiden ĝis la morto en 1761.
La 16-an de julio 1724 van Musschenbroek edziĝis kun Adriana van de Water (1694–1732). Ili havis la infanojn Maria (1725–1767) und Jan Willem van Musschenbroek (1729–1807). Post la morto de sia edzino li denove edziĝis en 1738 kun Helena Alstorphius (1692–1760) kaj estis entombigita en ties tombo.
Li inventis serion da natursciencaj mezuriloj, inter ili tribometro por mezuri froton kai eluziĝon, vaporimetro por mezuri elvaporiĝon kaj pirometro por mezuri la temperaturon sentuŝe. Aparte fama estas la botelo de Leiden, la unua elektra kondensilo, kiun li eltrovis kaj evoluigis kune kun Petrus Cunaeus. Tiu eltrovaĵo estas konata ankaŭ kun la nomo de "Botelo de Kleist", ĉar Ewald Georg von Kleist eltrovis ĝin unu jaro antaŭe.
Inter lia multnombraj verkoj la libro Elementa Physica (1726) estis aparte grava.
Verkoj
Elementa Physicæ Conscripta in usus Academicos (1726, Leiden 1745 (Online), 1769 tradukita al la franca (3. Bde.))
Physicae experimentales, et geometricae, de magnete, tuborum capillarium vitreorumque speculorum attractione magnitudine terrae, cohaerentia corporum firmorum dissertationes ut et ephemerides meteorologicae Ultrajectinae. (1729)
Tentamina Experimentorum Naturalium Captorum In Academia Del Cimento Quibus Commentarios, Nova Experimenta, Et Orationem De Methodo Instituendi Experimenta Physica Addidit (1731)
Beginsels der Natuurkunde, Beschreeven ten dienste der Landgenooten, door Petrus van Musschenbroek, Waar by gevoegd is eene beschryving Der nieuwe en onlangs uitgevonden Luchtpompen, met haar gebruik tot veel proefnemingen (1736 / 1739)
De Aeris praestantia in humoribus corporis humani (1739)
Dissertatio physica experimentalis de magnete. Leiden 1754, (Online)
Compendium physicae experimentalis (1762)
Institutiones logicae (1764)
Literaturo
Abraham Jacob van der Aa: Biographisch Woordenboek der Nederlanden. Verlag J. J. van Brederode, Haarlem, 1869, Bd. 12, Teil 2, S. 531, (online, nederlande)
Friedrich Albert Meyer: Petrus van Musschenbroek, Werden und Werk und seine Beziehungen zu Daniel Gabriel Fahrenheit; Pinselstriche zum Charakterbild eines großen Duisburger Hochschullehrers. In: Duisburger Forschungen, Band 5, Duisburg-Ruhrort 1961, S. 1–51.