Radu Penciulescu a absolvit Institutul de Artă Teatrală şi Cinematografică în 1956, el fiind coleg cu Lucian Pintilie, Sanda Manu, Mihai Dimiu, Valeriu Moisescu.
După absolvire (1955), el a lucrat ca regizor la Oradea, dar şi la Craiova, unde director tocmai devenise Vlad Mugur.
În 1964, Penciulescu a înfiinţat Teatrul Mic, fiind primul director al instituţiei (post din care şi-a dat demisia în 1969). În aceeaşi perioadă a fost profesor la Institutul de Teatru (unde existau două clase de regie, una a lui Penciulescu, cealaltă, a lui David Esrig).