Zijn jeugd bracht hij door in het karmelietenklooster in Ieper, om daar tot priester te worden opgeleid. Toen Datheen meemaakte dat een negentienjarige jongen werd verbrand om zijn geloof, besloot hij uit te treden en zocht hij toenadering tot het Calvinisme.
Vanwege de vervolging van protestanten in de Nederlanden vluchtte Datheen naar de Nederlandse gemeente in ballingschap in Engeland (Londen). Na de troonsbestijging door Maria Tudor en de gewelddadige rekatholicering van Engeland moest hij met zijn gemeente vluchten naar Emden in Oost-Friesland. Daarna vestigde hij zich in 1555 in de lutherse stad Frankfurt am Main. Na zeven jaar moest hij Frankfurt am Main verlaten en mocht hij zich met zijn gemeente vestigen in het nabijgelegen Frankenthal in het keurvorstendom van de Palts. De Paltsgraaf was het Calvinisme toegedaan en van 1567 tot 1578 bekleedde Datheen de functie van hofpredikant.
Datheen werd vooral bekend door zijn in Frankenthal in het Nederlands gemaakte vertalingen van de Heidelbergse Catechismus en de berijmingen van de Psalmen. De laatste berustten op de Geneefse melodieën, die in het Frans berijmd waren door Clément Marot en Théodore de Bèze. Datheens psalmen werden reeds bij de grote hagenpreek van 23 juli 1566 bij Gent gezongen en verwierven sindsdien een snel groeiende populariteit.
Van 1566 tot 1773 vormde de psalmberijming van Datheen de belangrijkste liedbundel van de Nederduits Gereformeerde Kerk, later genoemd de Nederlandse Hervormde Kerk. Vanwege de stijl en niet-melodieuze vorm stond Datheens berijming al vanaf het begin onder kritiek. Lange tijd kreeg geen enkele nieuwe berijming voldoende draagvlak om de zijne te vervangen. Daarom duurde het tot 1773 voordat er een nieuwe berijming ingevoerd werd. Tegenwoordig wordt de psalmberijming van Datheen nog in zo’n dertig kerkelijke gemeenten van orthodoxe signatuur gezongen.
Hieronder volgt een overzicht van kerkelijke gemeenten waar in de eredienst uit de psalmberijming van Petrus Datheen wordt gezongen.
Gereformeerde Gemeenten in Nederland
Arnemuiden
Bruinisse
Goes
Kruiningen
Middelburg
Nieuwerkerk (Zld)
St. Annaland
St. Maartensdijk
Terneuzen
Zierikzee
Gereformeerde Gemeenten
St. Annaland
Scherpenisse
Kruiningen
Borssele
Oud Gereformeerde Gemeenten
Achterberg
Amersfoort
Ederveen
Elst
Geldermalsen
‘s-Gravenpolder
‘s-Gravendeel
Oostburg
Oosterland
Rhenen
St. Maartensdijjk
St. Philipsland
Stavenisse
Terneuzen
Waddinxveen
Zierikzee