D'origine luxembourgeoise, Pierre Cao a effectué ses études d'écriture et de direction d'orchestre au conservatoire royal de Bruxelles où il a obtenu, entre autres, le diplôme supérieur de direction d'orchestre. Passionné dès son plus jeune âge par la voix, il dirige, à 18 ans, la chorale populaire des ouvriers de Dudelange, son premier contact avec un chœur. En 1968, il est lauréat du concours international des chefs d'orchestre ‘Nikolai Malko’ de Copenhague et appelé par Louis de Froment à le seconder à la direction de ‘Radio Télé Luxembourg’. A ses côtés, Pierre Cao réalise pendant dix ans de nombreux enregistrements qui lui valent de flatteuses appréciations sur la scène internationale ainsi que de multiples et régulières invitations de la part de nombreux orchestres dans la plupart des pays européens. A partir de ce moment, Pierre Cao mène simultanément une double carrière de chef d'orchestre et de chef de chœur. Tout en dirigeant le grand répertoire symphonique et lyrique, il milite sans compter pour créer des chœurs amateurs, animer des ateliers vocaux, former des chefs de chœur. Aujourd'hui, toute une génération de chefs installés en Belgique, en France, ou bien encore en Espagne peut se prévaloir de son enseignement. Il a dirigé plusieurs ensembles vocaux de grande qualité avec lesquels il a abordé la plupart des chefs d'œuvre du répertoire choral, de la renaissance à nos jours au Luxembourg "l'Ensemble Vocal du Luxembourg" et l'orchestre de chambre "Les musicien", en Allemagne ; le chœur du "Musikinstitut" de Coblence ; en France, l'ensemble vocal "La Psalette de Lorraine" et en Belgique, "Le chœur de chambre de Namur". Il assure désormais la direction artistique d'Arsys Bourgogne et des "Rencontres Musicales de Vézelay" et occupe la fonction de professeur à l'école supérieure de musique de la Catalogne, à Barcelone.