Pierre-Dominique Ponnelle wurde 1957 in München als Sohn von Margit Saad (Schauspielerin und Regisseurin) und Jean-Pierre Ponnelle ( Opern-, Film-,Тheaterregisseur, Bühnen- und Kostümbildner) geboren. Er studierte am Richard-Strauss-Konservatorium seiner Heimatstadt Komposition bei Rochus Gebhardt, Dirigieren bei Richard Böck und Peter Falk, später bei Otmar Suitner in Weimar und Herbert von Karajan in Berlin und Salzburg.

Er dirigierte an der Deutschen Oper am Rhein, an den Opernhäusern in Kassel, Innsbruck, Marseille, Nizza, Zürich, Košice, Bratislava, Duschanbe, Bischkek, Tashkent, Almaty, Baku,Timišoara, Lvov (Lemberg) und Odessa. Ein besonderes Projekt, aus Anlass des 10. Jahrestages der slowenischen Unabhängigkeit, war 2005 die Uraufführung der Oper „Brata“ (Brüder) von Alojz Ajdič in der Staatsoper Ljubljana, die Ponnelle auf Wunsch des Komponisten leitete. 

Er dirigierte beim Festival der zwei Welten in Charleston und Spoleto, beim Internationalen Musikfestival in Bratislava, sowie beim Mozartfest in Würzburg. 

Pierre-Dominique Ponnelle leitete die Radio-Sinfonieorchester in Baden- Baden, Frankfurt, Stuttgart, Leipzig, Bukarest und Luxemburg, die Sinfonischen Orchester in Essen, Wuppertal, Berlin, São Paulo, Wladiwostok, Genua und Valencia, die Philharmonia Hungarica, die Bamberger Sinfoniker, die George-Enescu-Philharmonie in Bukarest, das Orchestre National de Lyon, die Staatsorchester von Griechenland, Slowenien, Armenien, Georgien, Aserbaidschan, Kasachstan, Moldawien, Litauen,der Slowakei und der Ukraine. 

Von 1992 bis 1996 arbeitete er mit der Staatsphilharmonie von Weissrussland in Minsk, zunächst als principal guest conductor, dann als Chefdirigent. Der Schwerpunkt seiner Arbeit lag auf Brahms, Bruckner und Mahler sowie den russischen Komponisten, vor allem Schostakowitsch. Mit dem Philharmonischen Chor führte er u.a. Brahms´ „Ein Deutsches Requiem“ und Verdis „ Messa da Requiem“ auf. Er leitete die Uraufführung der 9. Sinfonie für Elektrogitarre und großes Sinfonieorchester des bedeutenden zeitgenössischen weissrussischen Komponisten Dmitri Smolsky. Die erfolgreichen Minsker Jahre sind durch 4 CD-Aufnahmen dokumentiert, die bei Musicaphon und BMG-RCA erschienen sind ( Tschaikovsky, Mahler, Schostakowitsch). Das weissrussische Fernsehen hat zahlreiche seiner Konzerte übertragen.Das Bayerische Fernsehen produzierte den 90-MinutenDokumentarfilm „Gesang der Vögel“, in dem Ponnelles Arbeit in der Philharmonie eine zentrale Rolle spielt. 

Er dirigierte u.a. die Bamberger Sinfoniker, das Brucknerorchester Linz, die Philharmonischen Orchester von Strassburg, Monte-Carlo, St.Gallen, Basel, Dresden, München, Zagreb, Ostrava, Brünn, Wroclaw, Krakau, Oradea, Cluj, Donetsk, Jalta, Dnepropetrowsk, Charkow, Rostow-am-Don, Jaroslawl, Kasan, Wolgograd, Woronej, Nischni-Nowgorod, Saratow, Novosibirsk und St.Petersburg. 

Auch die spezifische Arbeit mit Kammerorchestern ist ihm vertraut. So dirigierte er die Deutsche Kammerphilharmonie Bremen, das Chui Chambers Orchestra in Bishkek, die Israel Sinfonietta, das Bach Collegium München, das Kurpfälzische Kammerorchester  Mannheim, u.a. 

In einer Zeit des Umbruchs, in der die meisten ehemals sowjetischen Millionenstädte trotz ihres kulturellen Reichtums im Westen kaum bekannt waren, schlug Ponnelle durch seine ganz persönliche Initiative kulturelle Brücken. Er brachte die großen Werke der deutschen Sinfonik zu einem Publikum, das diese Musik oft zum ersten Mal hörte. So dirigierte er die Erstaufführung von Mahlers 6. Sinfonie in Irkutsk und Bruckners 3. in Ufa. Zwei weitere Beispiele, wie sehr ein Einzelner, mit Hilfe der Musik, zur grenzüberschreitenden Verständigung beitragen kann : – Im sibirischen Krasnojarsk war es ein besonderes Ereignis, daß Pierre- Dominique Ponnelle, ein Dirigent aus Deutschland, zum 60. Jahrestag des Kriegsendes mit dem Philharmonischen Orchester Schostakowitschs 7. Sinfonie, die sogenannte „Leningrader“, aufführte. Dieses Werk schrieb Schostakowitsch während der Belagerung Leningrads durch die deutsche Armee . – Im ukrainischen Czernowitz wurde die große jiddische Volksschauspielerin Sidi Tal mit einem Festkonzert geehrt. An ihrem 20. Todestag dirigierte er ein Beethoven-Programm mit den dortigen Philharmonikern. 

Ponnelle komponierte die Musik zu sieben Dokumentarfilmen, „Italien – Land der Verheissung“ (Regie: Christian Rischert), die vom Bayerischen Fernsehen produziert wurden. 2010 erschien beim Leipziger Label GENUIN eine CD mit einigen seiner Kammermusikwerke. Seine Musik wurde unter anderem bei den internationalen Festspielen für zeitgenössische Musik in Odessa (Ukraine) und Rostov-am-Don (Russland) aufgeführt, in Tashkent vom Ensemble für moderne Musik „Omnibus“, in München u.a. im Herkulessaal in der Konzertreihe von Georg Hörtnagel, von Musikern des Bayerischen Staatsorchesters im Künstlerhaus, von Mitgliedern des Münchener Kammerorchesters im Rahmen eines Porträtkonzertes im Orff- Zentrum-München, sowie in der Bayerischen Akademie der schönen Künste. 2018 bekam er den Preis für Völkerverständigung der Stiftung „Demokratie und Marktwirtschaft“ in München verliehen.