De Waele comenzó su carrera en 1981 con la entonces gendarmería. Trabajó allí, entre otras cosas, en la sección de homicidios y dirigió la investigación del secuestro de Anthony De Clerck.
De Waele era conocido por el público en general como jefe de la célula de pedofilia de la policía judicial federal de Bruselas. Esa celda se instaló justo antes del estallido del caso Dutroux en 1996. En 2011, escribió el libro ‘¿Puedes guardar un secreto?’ sobre sus experiencias como detective de pedófilos. En él dio, entre otras cosas, consejos prácticos de prevención para los padres.
Tras los atentados de noviembre de 2015 en París, De Waele pidió a los medios de comunicación y a los usuarios de Twitter que no comunicaran los lugares donde se realizaron registros domiciliarios durante una acción policial en Bruselas. Como resultado, los usuarios de Twitter comenzaron a publicar imágenes de gatos en masa. La policía se lo agradeció un día después con un llamativo tuit.
De Waele se convirtió en portavoz de Catherine De Bolle en 2013 cuando fue nombrada comisionada general de la policía federal. En 2018, Catherine De Bolle se convirtió en directora de Europol en La Haya. Peter De Waele se mudó con ellos y se convirtió en asesor de comunicaciones de De Bolle en Europol.