Il est le fils du philosophe Johann Peithner von Lichtenfels. Il étudie la peinture à l'Académie des beaux-arts de Vienne auprès de Franz Steinfeld et Thomas Ender puis de 1857 à 1858 à Düsseldorf avec Carl Friedrich Lessing sans pour autant être son étudiant. Il est alors membre d'associations de peintres locaux. À son retour à Vienne, il fait la campagne d'Italie en 1859 comme lieutenant d'infanterie. En 1871, il devient professeur à l'académie de Vienne. Il emmène ses élèves dans la Wachau, en particulier Weißenkirchen et Dürnstein. Les élèves de Peithner von Lichtenfels sont , , Eduard Zetsche, Alfred Roller, Heinrich Tomec, Hans Wilt, Johann Nepomuk Geller, . Il devient recteur de l'académie de 1878 à 1880 et de 1897 à 1899. Après avoir pris sa retraite de professeur en 1901, il s'installe à Nuremberg puis Berlin.