Di nobile famiglia fiorentina, nacque nel quartiere d’Oltrarno.
Studiò filosofia e medicina presso le Università di Parigi e di Padova, dove si laureò.
Entrò nel 1254 come fratello laico nell’Ordine dei Servi di Maria presso il convento di Monte Senario e prese poi i voti, poi ordinato sacerdote a Siena nel 1258.
Il 5 giugno 1267 venne eletto Priore generale dell’ordine Servita, di cui riformò gli statuti rendendolo definitivamente un ordine mendicante: collaborò con santa Giuliana Falconieri alla fondazione del terz’ordine femminile delle oblate servite (Mantellate), da cui ebbe poi origine il ramo femminile dell’ordine. Per sua opera, l’ordine ebbe rapida diffusione, soprattutto in Italia e Francia.

Nel 1269, durante il lungo conclave tenuto a Viterbo per eleggere il successore di papa Clemente IV, il suo nome circolò tra quelli dei papabili: giudicandosi indegno di tale onore, Filippo Benizi si sottrasse all’elezione rifugiandosi in una grotta che porta il suo nome a Bagni San Filippo sul Monte Amiata.

Nel 1274 intervenne al II Concilio di Lione che, in esecuzione di uno dei decreti del Concilio Lateranense IV che proibiva la fondazione di nuovi ordini, soppresse tutti gli ordini mendicanti non ancora approvati dalla Santa Sede: grazie alla sua insistenza, l’Ordine venne ristabilito da papa Giovanni XXI.

Fu incaricato da papa Martino IV di predicare in varie città d’Italia la pace tra le fazioni guelfa e ghibellina, i cui scontri stavano insanguinando varie città: durante una delle sue missioni, ebbe modo a Forlì di convertire Pellegrino Laziosi, tra i capi di una delle fazioni in lotta, che in seguito all’incontro decise di entrare tra i serviti, divenendone poi il santo più venerato.

Secondo la sua Legenda Vulgata morì il 23 agosto 1285 nel convento dei Servi di Maria di San Marco in Todi. Le sue spoglie, riesumate verso il 10 giugno 1317, vennero poi trasferite nella chiesa di San Filippo di Todi, dove si trovano le sue reliquie.

Secondo la Catholic Encyclopedia, nel 1319 a Vicenza nel chiostro di Santa Maria dei Servi avvennero dei miracoli legati al santo.