Kiper dengan tinggi tubuh mencapai 1.96 meter ini mengawali karier sepak bola profesionalnya pada tahun 1999 silam bersama klub Chmel Blsany. Setelah itu pada tahun 2001 ia gabung Sparta Praha.
Petr Cech hijrah ke Inggris ketika Chelsea merekrutnya dari Rennes pada 2004. Ia meninggalkan Chelsea pada 2015 dan bergabung ke Arsenal.
Selama berkarier di Inggris, Cech mengangkat trofi sebanyak 18 kali, yang 15 kali di antaranya diraih bersama Chelsea.
Selama membela Chelsea, Cech mengantarkan klub tersebut meraih gelar Premier League (4 kali), FA Cup (4 kali), Piala Liga (3 kali), Liga Champions dan Liga Europa. Posisinya tergusur setelah Chelsea memiliki Thibaut Courtois.
Cech bergabung ke Arsenal sejak 2015. Sejak hijrah ke Arsenal, Petr Cech mempersembahkan gelar Piala FA pada musim 2016-17. Pada musim 2018-19, posisi Cech di Arsenal tergusur karena kehadiran Bernd Leno. Kontrak Cech bersama Arsenal akan berakhir pada Juni 2019.
Di level internasional, Cech sudah membela timnas senior Ceko sejak tahun 2002. Ia pensiun dari timnas pada tahun 2016 dengan 124 caps. Sekarang ini, ia berstatus sebagai kiper cadangan di skuat asuhan Unai Emery.
Cech adalah salah satu penjaga gawang terbaik di dunia. Ia terpilih sebagai Penjaga Gawang Terbaik Liga Champions UEFA musim kompetisi 2004-05, 2006-07, dan 2007-08.
Ia terpilih sebagai salah satu dari Penjaga Gawang Terbaik Dunia menurut International Federation of Football History & Statistics pada tahun 2010.