Ο πατέρας του Τσαϊκόφσκι ήταν Ουκρανός και εργαζόταν ως μηχανικός ορυχείων. Ο παππούς της μητέρας του ήταν Γάλλος που είχε μετακομίσει στη Ρωσία. Ήταν μια νευρική γυναίκα και ο Τσαϊκόφσκι μπορεί να πήρε από αυτήν τον νευρικό του χαρακτήρα. Ο Τσαϊκόφσκι ήταν μόλις πέντε ετών όταν άρχισε να παρακολουθεί μαθήματα πιάνου. Σύντομα έγινε καλύτερος από τον δάσκαλό του. Η οικογένεια είχε ένα ορχηστρικό (ένα είδος μουσικού κουτιού) το οποίο έπαιζε μερικές μελωδίες από την κλασική μουσική των Μότσαρτ, Μπελίνι, Ντονιτσέτι και Ροσσίνι.
Το 1848 η οικογένεια μετακόμισε στην Αγία Πετρούπολη. Ο Τσαϊκόφσκι ήταν δυστυχισμένος και ανήσυχος, καθώς αποχωριζόταν συχνά από την οικογένειά του, η οποία μετακόμισε αρκετές φορές. Το 1854 πέθανε η μητέρα του. Προσπάθησε να παρηγορηθεί παίζοντας μουσική. Πέρασε εννέα χρόνια στη Σχολή Νομικής. Όταν εγκατέλειψε τη σχολή, έπρεπε να βρει δουλειά. Για τέσσερα χρόνια εργάστηκε ως υπάλληλος στο Υπουργείο Δικαιοσύνης. Στη συνέχεια, ο συνθέτης και πιανίστας Άντον Ρουμπινστάιν τον βοήθησε να γίνει φοιτητής μουσικής στο νεοϊδρυθέν ωδείο της Αγίας Πετρούπολης. Έμαθε να παίζει φλάουτο και εκκλησιαστικό όργανο καθώς και πιάνο και έμαθε τα πάντα για τη σύνθεση. Το 1866 μετακόμισε στη Μόσχα, όπου ο Nikolai Rubinstein, αδελφός του Anton, τον ενθάρρυνε να γράψει μουσική με ρωσικό χαρακτήρα. Δούλεψε πολύ σκληρά και συχνά εξαντλούνταν, αλλά κατάφερε να ολοκληρώσει την Πρώτη Συμφωνία του, η οποία παρουσιάστηκε το 1868.
Ο Τσαϊκόφσκι συνάντησε μερικούς διάσημους μουσικούς, συμπεριλαμβανομένου του Γάλλου συνθέτη Μπερλιόζ που επισκεπτόταν τη Μόσχα. Έγινε επίσης φίλος με τον Ρώσο συνθέτη Mily Balakirev ο οποίος ήταν πολύ εξυπηρετικός και τον έπεισε να ξαναγράψει ένα από τα έργα του αρκετές φορές μέχρι να γίνει πολύ καλό. το αποτέλεσμα ήταν ένα κομμάτι για ορχήστρα με τίτλο Ρωμαίος και Ιουλιέτα το οποίο σύντομα έγινε διεθνώς γνωστό. Ο Balakirev είχε τέσσερις φίλους που ήταν συνθέτες. Αυτός ο κύκλος φίλων συχνά αποκαλείται "Οι πέντε" ή "Η δυνατή χούφτα". Τους ενδιέφερε να χρησιμοποιούν ρωσικές λαϊκές μελωδίες στη μουσική τους. Ο Τσαϊκόφσκι δεν ήταν ποτέ μέλος της ομάδας, αν και του άρεσαν οι ιδέες τους. Ο Τσαϊκόφσκι ήταν διαφορετικός από αυτούς: είχε μάθει μουσική στο Κονσερβατόριο, όπου είχε σπουδάσει δυτική μουσική. Οι αρμονίες που χρησιμοποιούσε στα έργα του συχνά δεν ήταν κατάλληλες για τις ρωσικές λαϊκές μελωδίες. Έγραψε πολλά τραγούδια που έχουν ρομαντικό χαρακτήρα. Ένα από αυτά, το None But the Lonely Heart, είναι ιδιαίτερα γνωστό στα αγγλικά.
Ο Τσαϊκόφσκι έγραφε πλέον έργα που θα τον έκαναν πολύ διάσημο. Έγραψε δύο ακόμη συμφωνίες και το Πρώτο Κοντσέρτο για πιάνο, ένα από τα πιο δημοφιλή κοντσέρτα για πιάνο, παρουσιάστηκε για πρώτη φορά στη Βοστώνη. Έγραφε επίσης όπερες και μουσική δωματίου.