Walter Piston est né en 1894 à Rockland, Maine (USA). Son père, un marin italien, avait changé son nom de Pistone en Piston lorsqu'il avait émigré aux Etats-Unis. La famille s'installa à Boston en 1905, et Walter Piston fit des études d'ingénieur à la Mechanical Arts High School de Boston, mais son inclination pour l'art le conduisit à s'inscrire au Massachusetts Normal Arts School, où il étudia principalement la peinture, et à prendre des leçons de piano avec Harris Shaw, qui fut aussi le professeur d'orgue de Virgil Thomson (1896-1989). Avec l'aide de Shaw, Piston fut admis à Harvard en 1920, où il eut en particulier comme professeurs Edward Burlingame Hill (1872-1960), William Clifford Heilman (1877-1946), Archibald Thomson Davison (1883-1961) et Edward Ballantine (1886-1971). Il séjourna à Paris de 1924 à 1926, entra à l'Ecole Nationale de Musique, et fut élève de Paul Dukas (1865-1929), de George Enesco (1881-1955) et de Nadia Boulanger (1887-1979). De retour aux Etats-Unis, il enseigna à Harvard de 1926 à 1960, où il eut en particulier comme élèves Elliott Carter (né en 1908), Robert Middleton, né Samuel Messer (1911-1977), Conlon Nancarrow (1912-1997), Arthur Berger (1912-2003), Irving Fine (1914-1962), Gail Kubik (1914-1984), Ellis Kohs (1916-2000), Gordon Binkerd (né en 1916), Leonard Bernstein (1918-1990), Robert Moevs (1920-2007), Harold Shapero (né en 1920), Allen Sapp (1922-1999), Daniel Pinkham (1923-2006), Billy Jim Layton (1924-2004), Noël Lee (né en 1924), Claudio Spies (né en 1925), Karl Kohn (né en 1926), Samuel Adler (né en 1928), John Davison (1930-1999), William Pehrick Perry (né en 1930), John Harbison (né en 1938), ou bien encore Frederic Rzewski (né en 1938). Il étudia également le dodécaphonisme avec Arnold Schoenberg (1974-1951), technique d'écriture qu'il utilisera une première fois dès 1930, de façon sporadique ensuite, mais qu'il emploiera de façon systématique à partir de sa huitième symphonie, qui date de 1965. Il est mort en 1976 à Belmont, Massachusetts (USA).
Parmi ses oeuvres majeures, on peut noter une Sonate pour piano, une « Chromatic Study on the Name of BACH » pour orgue, une Sonate pour violon et piano, une Sonate pour flûte et piano, une Suite pour hautbois et piano, deux Trios avec piano, cinq Quatuors à cordes, un Quatuor avec piano, un Quintette avec piano, un Quintette avec flûte, un Quintette à vent, un Concertino pour piano et un Concerto pour deux pianos, deux Concertos pour violon et une « Fantaisie » pour violon et orchestre, un Concerto pour alto, des « Variations » pour violoncelle et orchestre, un Concerto pour flûte, un Concerto pour clarinette, un Concerto pour Quatuor à cordes, instruments à vent et percussions, un Concerto pour orchestre, deux Suites pour orchestre, une Sinfonietta, huit Symphonies, la musique du Ballet « The Incredible Flutist », ou bien encore « Psalm and Prayer of David » pour choeur.