Entré à la Comédie-Française en 1990 ; sociétaire de 1994 à 1999.

Alors qu’il est encore en troisième année au Conservatoire national supérieur d’art dramatique, Daniel Mesguich, son professeur, lui propose le rôle d’Elisha dans L’Antiphon de Djuna Barnes, qu’il doit monter à l’Odéon-Théâtre de l’Europe en coproduction avec la Comédie-Française.
Engagé d’abord en qualité d’artiste auxiliaire, il entre dans la troupe comme pensionnaire le 1er septembre 1990. Il débute dans les rôles de Lucas et Perrin dans Le Médecin malgré lui et interprète le rôle d’un mime et d’un acrobate dans Le Médecin volant (mises en scène de Dario Fo).

Il enchaîne ensuite les prises de rôles : Guillaume dans La Mère coupable de Beaumarchais, Maffio dans Lorenzaccio de Musset, le Garçon d’étage dans Huis clos de Jean-Paul Sartre. Il créé ensuite les rôles du Docteur Ostermark (Père, Strindberg), Belair (Aujourd’hui ou les Coréens, Michel Vinaver) et continue à interpréter les plus grands rôles du répertoire (Tartuffe, Scapin, Arlequin de La Double inconstance, Figaro du Barbier de Séville, etc.).

Au cinéma, il a joué sous la direction de Bertrand Tavernier (il reçoit le César 1997 du meilleur acteur pour son interprétation dans Capitaine Conan), Noémie Lvovsky, Olivier Assayas, Emmanuel Mouret ou encore Vincent Garenq (il est à nouveau nommé pour le César du meilleur acteur en 2012 pour son interprétation dans Présumé coupable). Depuis son départ de la Comédie-Française en 1999, il poursuit une riche carrière au théâtre, mais aussi au cinéma et à la télévision.

Philippe Torreton est chevalier dans l’Ordre des Arts et des Lettres.