Né le 22 décembre 1956 à Paris, Philippe Harel se forme un temps aux Beaux-Arts avant de s'orienter vers l'image, travaillant comme cadreur et monteur vidéo de 1975 à 1985, puis comme metteur en scène de théâtre et réalisateur de reportages télévisés, de films industriels et de publicités. Il signe plusieurs courts métrages remarqués, dont Fin de série en 1985 et Deux pièces cuisine en 1989, nommé au César du meilleur court métrage. De sa rencontre avec l'écrivaine et scénariste Dodine Herry naît son premier long métrage, Un été sans histoire, sorti en 1992, dans lequel il interprète lui-même un jeune homme maniaco-dépressif, et qui lui vaut le prix SACD Nouveau Talent en 1993. Il poursuit avec L'Histoire du garçon qui voulait qu'on l'embrasse en 1994, film puisant dans ses souvenirs d'adolescence, puis coécrit Les Apprentis de Pierre Salvadori. En 1997, il signe coup sur coup La Femme défendue, présenté en sélection officielle au Festival de Cannes, et Les Randonneurs, comédie qui réunit Karin Viard, Benoît Poelvoorde, Vincent Elbaz et Géraldine Pailhas et qui devient son plus grand succès public. Il adapte en 1999 le roman de Michel Houellebecq Extension du domaine de la lutte, dans lequel il incarne l'un des deux rôles principaux face à José Garcia, avant de tourner une suite, Les Randonneurs à Saint-Tropez, en 2008.
Le cinéma de Philippe Harel se distingue par une observation hyperréaliste et tendre du quotidien, volontiers autobiographique, qui évite la caricature et les effets comiques appuyés au profit d'un comique de situation plus subtil, hérité de son goût pour le naturalisme.
L'écrivaine Dodine Herry, avec qui il écrit son premier long métrage, ainsi que l'actrice Karin Viard, qu'il dirige à plusieurs reprises de Une visite aux Randonneurs, comptent parmi ses collaboratrices les plus régulières. Benoît Poelvoorde, révélé dans Les Randonneurs, l'accompagne également sur plusieurs films.
La solitude, le mal-être ordinaire et les souvenirs douloureux de l'adolescence traversent une large partie de son œuvre, de Un été sans histoire à L'Histoire du garçon qui voulait qu'on l'embrasse.