Philippe Val naît à Neuilly-sur-Seine d'un père boucher et d'une mère coiffeuse ; il est le dernier d'une fratrie de quatre enfants.
Il arrête ses études à 17 ans et se lance dans la chanson, pour vivre de ses prestations lors de soirées dans les cabarets puis les cafés théâtre. Il est inspiré par Georges Brassens, Léo Ferré ou Jacques Brel qu'il écoutait petit à la radio et allait voir à Bobino. En 1973, il collabore avec la chanteuse Anne Vanderlove pour son disque Non, ouvertement engagé et antimilitariste. Il fait ensuite la rencontre de Patrick Font et forme le duo de chansonniers Font et Val qui fait carrière entre 1970 et 1996. Ensemble, ils obtiennent un relatif succès en produisant leurs spectacles à la Pizza du Marais, au Théâtre de Dix heures, ainsi qu'au Vrai Chic Parisien, et lors de nombreuses tournées en France. Ils sont accompagnés par Paul Castanier (jusqu'en 1989) et Emmanuel Binet (basse). Toutefois, au début des années 1980, il arrive que Philippe Val se produise aussi, en particulier à Paris et à l'Espace Gaîté, sans Patrick Font mais en compagnie de son épagneul Jeff, « le seul chien au monde à chanter du Charles Trenet ».
En 1992, il devient chroniqueur à France Inter, d’abord chez Jean-Luc Hees, dans l’émission Synergie, puis aux côtés de son successeur, Albert Algoud (dans l'émission La partie continue) et de Frédéric Bonnaud (dans l'émission Charivari).
Affichant une sensibilité politique de gauche, Val participe aux galas de financement du journal Libération, puis collabore au journal pour quelques reportages. C'est ainsi qu'il rencontre Cabu. En 1992, il refonde avec lui, après la brève aventure de La Grosse Bertha, le nouveau Charlie Hebdo, héritier du mythique journal des années 1970, et en devient le rédacteur en chef avant d'y exercer, à la mort de Gébé, en avril 2004, les fonctions de directeur de la rédaction et de directeur de la publication. Il y publie chaque semaine un éditorial dans lequel il pousse des « coups de gueule ». En octobre 1995, Philippe Val se fait casser la mâchoire et plusieurs dents par deux militants anti-IVG qui l’attendaient devant la Maison de la radio, au sortir de l’émission de Christophe Dechavanne intitulée « Trop de débauche ou trop de morale ».
En 1996, l'inculpation de Patrick Font, {{citation}} (et contre lequel {{citation}} sera requise en 1998) — agissements dont il affirme n’avoir pas eu connaissance, ce qui sera confirmé par l’intéressé lui-même, puis par la justice —, amène Val à rompre tout lien avec son ami de vingt-cinq ans et à mettre ainsi fin aux activités du duo. Les deux hommes resteront brouillés.
Il est régulièrement invité dans Le Premier Pouvoir, émission de critique des médias sur France Culture.
Philippe Val continue parallèlement son activité de musicien. Dans les années 1990, il sort deux albums : Paris-Vincennes en 1996, et Hôtel de l’univers en 1999. Il se produit dans les années 2000 dans de multiples salles en France accompagné par le bassiste Emmanuel Binet pour son spectacle Ouvert la nuit. En 2000, il sort un album intitulé Philippe Val.
En 2006-2007, il participe tous les vendredis à l'émission hebdomadaire de José Artur et David Glaser Inoxydable sur France Inter. Depuis septembre 2007, il donne une chronique hebdomadaire dans Le Sept dix de France Inter.
Le {{date}}, il rejoint son ami Jean-Luc Hees à Radio France et quitte alors ses fonctions à la tête de Charlie Hebdo. Sa décision de quitter ce journal aurait {{citation}} des caricatures de Mahomet. Hees le nomme directeur de France Inter en remplacement de Frédéric Schlesinger le 17 juin 2009{{,}}{{,}}.
Le 20 décembre 2013, il épouse à Joinville-le-Pont (94) Bérénice Ravache, secrétaire générale de Radio France.
Le 22 mai 2014, le nouveau PDG de Radio France, Mathieu Gallet, annonce le remplacement immédiat de Philippe Val par son adjointe, Laurence Bloch.
En janvier 2015, après l'attentat contre Charlie-Hebdo, il propose de revenir au journal, mais la nouvelle rédaction décline son offre.