Tschaikowskys Vater war ein Ukrainer, der als Bergbauingenieur arbeitete. Der Großvater seiner Mutter war ein Franzose, der nach Russland gezogen war. Sie war eine nervöse Frau, und Tschaikowsky könnte seinen nervösen Charakter von ihr bekommen haben. Tschaikowsky war erst fünf Jahre alt, als er begann, Klavierunterricht zu nehmen. Er war bald besser als sein Lehrer. Die Familie besaß ein Orchestrion (eine Art Spieluhr), das einige Melodien aus der klassischen Musik von Mozart, Bellini, Donizetti und Rossini spielte.
1848 zog die Familie nach St. Petersburg. Tschaikowsky war unglücklich und unruhig, da er oft von seiner Familie getrennt war, die mehrmals umzog. 1854 starb seine Mutter. Er versuchte, sich mit Musik zu trösten. Er verbrachte neun Jahre an der Schule für Rechtswissenschaft. Als er die Schule verließ, musste er sich eine Arbeit suchen. Vier Jahre lang arbeitete er als Angestellter im Justizministerium. Dann half ihm der Komponist und Pianist Anton Rubinstein, Musikstudent am neu eröffneten Konservatorium in St. Petersburg zu werden. Er lernte Flöte und Orgel sowie Klavier spielen und lernte alles über Komposition. 1866 zog er nach Moskau, wo Nikolai Rubinstein, der Bruder von Anton, ihn ermutigte, Musik mit russischem Charakter zu schreiben. Er arbeitete sehr hart und war oft erschöpft, aber es gelang ihm, seine Erste Symphonie zu vollenden, die 1868 aufgeführt wurde.
Tschaikowsky traf einige berühmte Musiker, darunter den französischen Komponisten Berlioz, der zu Besuch in Moskau war. Er freundete sich auch mit dem russischen Komponisten Mily Balakirev an, der ihm sehr hilfreich war und ihn dazu überredete, eines seiner Werke mehrmals umzuschreiben, bis es sehr gut war. Das Ergebnis war ein Orchesterstück namens Romeo und Julia, das bald international bekannt wurde. Balakirew hatte vier Freunde, die Komponisten waren. Dieser Freundeskreis wird oft als "Die Fünf" oder "Die Mächtige Handvoll" bezeichnet. Sie waren daran interessiert, russische Volksweisen in ihrer Musik zu verwenden. Tschaikowsky war nie ein Mitglied der Gruppe, obwohl er ihre Ideen mochte. Tschaikowsky war anders als sie: Er hatte Musik am Konservatorium gelernt, wo er westliche Musik studiert hatte. Die Harmonien, die er in seinen Werken verwendete, waren für russische Volksweisen oft nicht geeignet. Er schrieb viele Lieder mit romantischem Charakter. Eines davon, None But the Lonely Heart, ist besonders im Englischen bekannt.
Inzwischen schrieb Tschaikowsky Werke, die ihn sehr berühmt machen sollten. Er schrieb zwei weitere Sinfonien, und sein erstes Klavierkonzert, eines der beliebtesten aller Klavierkonzerte, wurde in Boston uraufgeführt. Er schrieb auch Opern und Kammermusik.