Lauréat du concours international des chefs d'orchestre Nikolai Malko de Copenhague en 1968, Pierre Cao a dirigé pendant près de 10 ans l’orchestre de Radio Télévision Luxembourg. Il interprète alors le grand répertoire symphonique et lyrique dans le monde entier et réalise de nombreux enregistrements, tous salués par la critique.
S’intéressant très tôt à la voix, il devient chef de chœur dès ses 18 ans, ce qui l’a amené à diriger plusieurs ensembles vocaux au niveau européen, avec lesquels il a abordé la plupart des chefs-d'œuvre du répertoire choral, de la Renaissance à nos jours. En 1999, il crée le chœur professionnel Arsys Bourgogne qu’il a dirigé, en quelques années à peine, il en a fait l’un des chœurs les plus réputés en Europe.
Passionné par le mouvement baroque, son travail sur le texte, sa mise en valeur du mot, son souci de la ligne, de la diction et de la nuance sont unanimement salués par l’ensemble de la profession.
C’est ainsi que depuis plus de 50 ans, Pierre Cao parcourt l’Europe musicale en dirigeant des ensembles prestigieux : Concerto Köln, le Rias Kammerchor de Berlin, l’orchestre des Solistes Européens, le Cercle de l’Harmonie, l’Orchestre Philharmonique et l’Orchestre de Chambre du Luxembourg, l’Orchestre National d’Andorre, celui de la Cité de Barcelone, Capricio Basel en Suisse, etc.
Il milite par ailleurs sans compter pour faire travailler des chœurs amateurs et former des chefs dans de nombreux pays. Pédagogue unanimement reconnu, il s’est engagé avec conviction dans l’enseignement de la direction en France (création de l’Institut Européen du Chant Choral – INECC), mais aussi en Allemagne, en Belgique (création du Chœur de Chambre de Namur pour sa classe de direction) ou en Espagne (Ecole Supérieure de Musique de Catalogne à Barcelone – ESMUC).
Aujourd'hui, toute une génération de chefs installés dans ces pays peut ainsi se prévaloir de son enseignement. Pierre Cao a également assuré la direction artistique des Rencontres Musicales de Vézelay. Ce village médiéval de Bourgogne, classé au patrimoine mondial de l’UNESCO, est ainsi devenu un lieu incontournable pour les passionnés de musique vocale.