Era filho de João Peregrino da Rocha Fagundes, professor de Línguas e Matemática, e de Cornélia Seabra de Melo. Fez o curso primário no Colégio Diocesano Santo Antônio e no Grupo Escolar Augusto Severo, os estudos secundários no Ateneu Rio-Grandense, cursando ao mesmo tempo a Escola Normal. Ainda estudante exerceu grande atividade jornalística. Ele próprio lançou A Onda, jornal em que escreveu um artigo contra o diretor da Escola Normal e professor do Ateneu, que provocou enorme celeuma e custou-lhe a saída do colégio. Ainda em Natal, funda mais dois jornais: A Gazeta de Notícias e O Espectador.
Proibido de estudar na cidade, mudou-se em 1914 para Belém, onde terminou o curso secundário no Ginásio Pais de Carvalho. Em A Folha da Tarde ocupou, gradativamente, as funções de suplente de revisor, repórter de polícia e redator. Trabalhou, ainda, em A Tarde e A Rua, além de secretariar A Semana. Fundou e dirigiu A Guajarina, antes de iniciar os estudos de Medicina. Aprimorou sua formação literária, mergulhado nos preceitos filosóficos e nas leituras de Nietzsche e Bergson, mas logo se concentra nos clássicos portugueses e nos românticos Herculano, Garrett e Castilho.
Em 1920, fixou-se no Rio de Janeiro, mais precisamente na Glória, em uma pensão de estudantes e candidatos a escritores. Trabalhou na imprensa, como escrevente na Gazeta de Notícias, e começou a produzir literatura. Trabalhou por um tempo na Central do Brasil, onde teve como companheiro de trabalho Pereira da Silva, a quem sucedeu na Academia.
Em 1926, casou-se com a cunhada do poeta Ronald de Carvalho, D. Wanda Acioly. De 1928 a 1938 publicou sua obra literária de ficção e de crítica. Após uma interrupção de mais de 20 anos, ele retomou os trabalhos e voltou a publicá-los, em 1960, com uma nova edição de Histórias da Amazônia, acrescida de novelas inéditas, inclusive “A mata submersa”. Organizou uma antologia de Ronald de Carvalho e escreveu ensaios sobre José Lins do Rego, Graciliano Ramos e estudos sobre temas da literatura brasileira.
Formou-se em Medicina em 1929, na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro. Iniciou como interno da 20a Enfermaria da Santa Casa (Serviço do Professor Antônio Austregésilo) uma carreira médica longa e bem-sucedida, como médico adjunto da Santa Casa; chefe da 41a Enfermaria do Hospital Estácio de Sá; fundador e diretor do Serviço de Endocrinologia da Policlínica do Rio de Janeiro; docente de Clínica Médica e de Biometria da Faculdade Nacional de Medicina, onde chegou a catedrático; e também professor da Faculdade Fluminense de Medicina e professor emérito da Universidade do Brasil.
Durante 18 anos, foi membro do Conselho Universitário. Foi fundador e o primeiro presidente da Sociedade Brasileira de Endocrinologia, Biotipologia e Nutrição; diretor-presidente da Policlínica Geral do Rio de Janeiro; chefe da Divisão de Assistência Médico-Hospitalar do Ipase, entre outros cargos.
No terreno esportivo, além de professor e diretor da Escola Nacional de Educação Física, também foi membro do Conselho Nacional de Desportos.
Sua inclinação para as letras e o jornalismo nunca o deixou. Além da Gazeta de Notícias, escreveu para O Jornal, Rio Jornal, O Brasil, A Notícia, Careta, ganhando grande nomeada, sobretudo como cronista e como colaborador de numerosas revistas literárias e científicas do Brasil e do estrangeiro. Representou o Brasil em inúmeros conclaves internacionais, como as Comemorações Cervantinas (Espanha, 1946), os Colóquios Luso-Brasileiros de Lisboa (1958), as Conferências de Cooperação Intelectual de Santander (1957) e Granada (1958). Foi membro do Conselho Federal de Educação, do Conselho Federal de Cultura, presidente da UBE (União Brasileira de Escritores), membro titular da Academia Nacional de Medicina e membro da Sociedade Argentina para o Progresso da Medicina Interna, da Academia das Ciências de Lisboa e da Sociedade Portuguesa de Endocrinologia.
Na obra de Peregrino Júnior revelam-se as múltiplas facetas do autor, como contador de histórias, ensaísta, crítico, médico e professor. A temática central da sua ficção, em Puçanga, Matupá, A mata submersa e Histórias da Amazônia é a visão do mundo amazônico, a imaginação do homem e a fatalidade geográfica que o conduz ao mistério dos mitos e à poesia das lendas.
O ensaísta expressa preocupação com o destino da cultura brasileira, a partir da pesquisa de raízes e divulgação de sua autenticidade. Na crítica, levanta aspectos importantes da obra de vários escritores brasileiros. O seu ensaio Doença e constituição de Machado de Assis, embora possa sugerir um estudo de natureza biográfica ou psicológica, transcende em muito tal plano. Vale-se do seu conhecimento de médico para explicar a doença e relacionar aspectos de uma constituição doentia a alguns dos recursos do escritor, como a ambivalência, a tendência explicativa, as imagens iterativas, a noção do tempo, a repetição, a preocupação da loucura e da morte.
A obra do médico e do professor versa sobre o campo específico da sua profissão: a saúde, a medicina, as tarefas da Universidade, preocupações de quem passou mais da metade da vida ensinando e em contato permanente com os jovens.