Philippe Lellouche, frère de l'acteur Gilles Lellouche, naît à Tel Hachomer en Israël. Après des études de journalisme à Paris, il entre à France Inter en 1992 où il anime une émission humoristique. Il devient ensuite reporter à TF1, et entre un peu plus tard dans l'équipe d'Envoyé Spécial sur France 2.

En 2000, la réalisatrice de télévision et de théâtre Marion Sarraut lui donne son premier rôle pour le petit écran, dans un épisode d'Une femme d'honneur sur TF1. Tout au long de cette décennie, il joue plusieurs petits rôles au cinéma (Lise et André, Michel Vaillant, Narco, Camping 2, Mineurs 27, Bienvenue à bord).

Parallèlement, Philippe Lellouche monte un one man show au Palais des Glaces. Il joue le spectacle deux ans à Paris, et écrit en même temps sa pièce : "Le jeu de la vérité", remportant un grand succès pendant près de trois ans et une nomination au Molière. Interprétée dans de nombreux pays, la pièce donne également lieu à une suite, "Le Jeu 2 La Vérité".

En 2011, sa carrière prend un tournant important puisqu'il réalise son premier film au cinéma avec Nos plus belles vacances, une comédie où il revisite son enfance, les préoccupations des adultes, ou encore les premiers émois des plus jeunes. L’année suivante, il tourne Un Prince (presque) charmant, à nouveau une comédie mais cette fois romantique, traitant de la rencontre improbable de deux personnes que tout oppose.