Philippe de Broca studeerde aan de Ecole Technique de Photographie et de Cinématographie in Parijs. Hierna zette hij de theorie om in de praktijk tijdens een expeditie in de Sahara waar gefilmd werd in 16mm waarna hij in de periode die volgde enkel nog documentaires maakte. In Algerije maakte hij deel uit van de filmafdeling binnen het leger en na zijn terugkeer ging hij als assistent werken voor regisseurs als Georges Lacombe, François Truffaut en Claude Chabrol. Dank zij Chabrols productiemaatschappij kreeg hij een eerste keer de kans om te gaan regisseren.

Met zijn eerste drie films waaronder Les jeux de l’amour en L’amant de cinq jours, bevallige maar ook ondeugende komedies met Jean-Pierre Cassel, was duidelijk dat Philippe de Broca een regisseur was van de nouvelle vague binnen de Franse cinema. De spionageparodie L’homme de Rio en Le roi du coeur (King of Hearts) waren zijn gekendste films. In Le roi du coeur staat een soldaat uit de Eerste Wereldoorlog (Alan Bates) centraal, hij verblijft in een Franse stad waarin voornamelijk zieke en gewezen patiënten van het plaatselijke gekkenhuis wonen. Het was ook de eerste film van de productiemaatschappij Fildebroc die Philippe de Broca had opgestart en in een tweede fase onder de leiding stond van zijn echtgenote Michèle.
De twee hebben een geadopteerde zoon. Die is van Nepalese afkomst, men kwam voor het eerst met hem in contact toen men voor Les tribulations d’un Chinois en Chine (Up to His Ears) op locatie aan het filmen was.