Piero Vignozzi è nato a Firenze, nel popolare quartiere di San Niccolò, e da qualche anno vive e lavora nel Valdarno fiorentino. Il suo è fin da subito un percorso formativo anomalo, che segue molteplici strade, come quella di scrittore di racconti (alcuni dei quali vengono pubblicati da Romano Bilenchi sul «Nuovo Corriere»), prima di scoprirsi pittore.
Si diploma da esterno presso l’Istituto d’Arte di Porta Romana. Inizia a esporre in collettiva solo nel 1957 e la presenza di un amico mentore come Alfonso Gatto è sicuramente decisiva per le sue scelte definitive. Dal 1958 inizia un’esperienza informale e autonoma nel panorama toscano, che si concluderà qualche anno dopo con la sua prima mostra, alla Galleria Il Fiore di Firenze, nel 1961. Il suo recupero figurativo passa attraverso un inconvenzionale filtro “pop” volto all’individuazione di una tematica raffinatamente artigiana: è un procedimento di “contemplazione” dell’oggetto e della giornaliera realtà d’esperienza, che lo porterà all’individuazione di una vena “intimista”, ma ricca di ambiguità spettacolari.
Partecipa a importanti rassegne nazionali e internazionali: Quadriennale di Roma, Premio Michetti, Taccuino delle Arti, Arco di Madrid, FIAC di Parigi, ART di Basilea, International Contemporary Art Fair di Los Angeles. Sue esposizioni personali sono state presentate nelle principali gallerie italiane e straniere. Nel 1987, con patrocino del Comune di Firenze, tiene nella Sala d’Arme di Palazzo Vecchio la sua prima antologica, ripetuta nel 1991 al Palazzo dei Diamanti di Ferrara. Per il Teatro Comunale di Firenze dipinge le scene del Lago dei Cigni di Tchaikovsky. Nel 2001 la Casa dei Carraresi di Treviso espone la mostra Vignozzi. Il muschio della sera a cura di Marco Goldin. Nel 2008 tiene una personale alla Galleria Bambaia di Busto Arsizio e nel 2009 alle Fabbriche Chiaramontone di Agrigento. Ancora nel 2009 tiene una personale a Milano da Antonia Jannone e alla Galleria Art’è ad Arcireale (Un velo d’altra ruggine. Piero Vignozzi). Nel 2011 è invitato alla 54° Biennale di Venezia, Padiglione Italia. Nel 2012 la Galleria Pananti - Archivi del Novecento gli dedica una personale. Nel 2015, su richiesta di Antonio Natali, ha donato l’autoritratto per il Corridoio Vasariano. È invitato alla VI Biennale d’Arte di Pechino.