Sunt puţini spectatorii de azi care ştiu cărui mare regizor român i se datorează înfiinţarea Teatrului Mic din Bucureşti (în 1964) precum şi un număr impresionant de spectacole memorabile, intrate definitiv în istoria spectacologiei româneşti, ca, de exemplu spectacolele de la Mic Doi pe un balansoar  de William Gibson (cu Leopoldina Bălănuţă şi Victor Rebengiuc), Richard al II-lea de Shakespeare, Tango de Slawomir Mrozek,  dramatizarea după Baltagul de Sadoveanu (cu Olga Tudorache în rolul Victoriei Lipan) sau Regele Lear de la Teatrul Naţional Bucureşi, Woyzeck de Buchner de la Piatra Neamţ, Vicarul de Rolf Hochhuth de la  Teatrul Bulandra…

Radu Penciulescu a absolvit Institutul de Artă Teatrală şi Cinematografică în 1956, unde a fost coleg cu Lucian Pintilie, Sanda Manu, Mihai Dimiu, Valeriu Moisescu.

După absolvire (1955), a fost regizor angajat la Oradea şi a lucrat la Craiova, unde director tocmai devenise Vlad Mugur.

În 1964, a înfiinţat Teatrul Mic şi i-a devenit primul director (post din care şi-a dat demisia în 1969), perioadă în care era şi profesor la Institutul de Teatru (unde existau două clase de regie, una a lui Penciulescu, cealaltă a lui David Esrig).

A montat spectacole de referinţă, precum Doi pe un balansoar (cu Leopoldina Bălănuţă şi Victor Rebengiuc), Richard II, Tango, o dramatizare după Baltagul, Dansul sergentului Musgrave, Regele Lear la Teatrul Naţional Bucureşi, Woyzeck la Piatra Neamţ, Vicarul la Bulandra. A fost atras de teatrul de idei, de teatrul-documentar, fiind considerat unul dintre regizorii cei mai cerebrali ai generaţiei sale. În 1973 a plecat din ţară, stabilindu-se în Suedia, unde a ocupat postul de profesor la secţia de regie a Şcolii Superioare de Teatru din Malmö până la pensionare.

După 1990, Radu Penciulescu a lucrat în România doar în sistem de work-shop (la TNB, pe teme shakespeariene, sau la Olăneşti, pe texte din Cehov), cu două excepţii: Celălalt Cioran, un scenariu după Caietele lui Emil Cioran, subintitulat "atelier-lectură", avându-l protagonist pe Ovidiu Iuliu Moldovan, spectacol realizat în colaborare cu criticulul George Banu, în 2002, la TNB.
O altă excepţie a constituit-o şi cea mai nouă montare a sa, tot la Teatrul Naţional din Bucureşti, “Legenda Marelui Inchizitor” după Feodor Dostoievski, cu Victor Rebengiuc, a cărui premieră a avut loc în decembrie 2009.