Peter Tilch studierte zunächst Klarinette am Münchner Konservatorium und der Musikhochschule und wandte sich dann dem Fach Operngesang bei Ursula Hirschberger, Nikolaus Hillebrand und Gabriele Fuchs zu. Zusätzlich besuchte er die Liedklasse bei Donald Sulzen und Helmut Deutsch und die Oratorienklasse bei Hanns-Martin Schneidt.
Als Konzertsänger trat er bereits mit den meisten großen Oratorienpartien seines Faches im In- und Ausland auf, u. a. mit dem New York Bach Ensemble unter Yoshua Rifkin. Im Opernfach interpretierte Peter Tilch u. a. die Partien des Guglielmo in Mozarts Cosí fan tutte, Danilo in Die lustige Witwe und Dandini in Rossinis La Cenerentola. Er wurde mit dem Sonderpreis der Robert-Stolz-Stiftung ausgezeichnet und war 2002 Finalist in der Sparte Oper des Bundeswettbewerbs Gesang.
Seit der Spielzeit 2003/2004 ist Peter Tilch festes Ensemblemitglied am Landestheater Niederbayern. Hier sang er zuletzt Partien wie Germont in La Traviata, Dr. Falke in Die Fledermaus, Pilatus in Jesus Christ Superstar, Schaunard in Puccinis La Bohéme, Papageno in Die Zauberflöte, den Figaro in Der Barbier von Sevilla, den Generalmajor in Gilbert & Sullivans Die Piraten, die Titelrolle in Eugen Onegin, Don Quixote in Der Mann von La Mancha, Peter in Hänsel und Gretel, Figaro in Die Hochzeit des Fiagro und Le Baron in Chérubin.
Rollen 2010/2011:
Alfred P. Doolittle in My Fair Lady
Weps, Intendant und Regisseur in Der Vogelhändler