C'est en tant qu'ingénieur du son que Philippe Lioret se fait connaître du monde du cinéma. Il est ainsi au générique d'une vingtaine de films, du Y a-t-il un Francais dans la salle ? de Mocky (son premier film, en tant qu'assistant, en 1982) à Nord de Xavier Beauvois (1992), en passant par La Lectrice de Deville, Une époque formidable... de Jugnot, ou même Beyond Therapy de Robert Altman.

En 1993, Philippe Lioret réalise son premier long-métrage, Tombés du ciel, qui conte les mésaventures de Jean Rochefort dans l'aéroport de Roissy. Dès ce premier essai très remarqué (et primé à San Sebastian), le cinéaste montre sa capacité à mêler avec finesse le comique de situation à la critique sociale, qualité que l'on retrouve dans son film suivant, Tenue correcte exigée, avec cette fois pour cadre un grand hôtel dans lequel virevoltent Elsa Zylberstein et Jacques Gamblin.

Jacques Gamblin forme, avec une radieuse Sandrine Bonnaire, le couple vedette du troisième opus de Philippe Lioret, Mademoiselle, brillante comédie romantique qui séduit la critique et le public en 2001. Trois ans plus tard, le cinéaste opte pour une veine plus mélancolique avec L'Équipier. Bâti en flash-back autour d'un secret de famille, ce vibrant mélodrame fait une nouvelle fois la part belle aux acteurs : une nouvelle fois Sandrine Bonnaire, aux côtés de Philippe Torreton et Gregori Derangère. En 2006, Philippe Lioret noircit le trait en signant le drame Je vais bien, ne t'en fais pas, emmené par une intense Mélanie Laurent. 

En 2009, après trois ans d'absence, il fait son retour en dirigeant pour la première fois l'acteur Vincent Lindon dans le drame social Welcome, puis récidive une deuxième fois avec Toutes nos envies, un drame amoureux sur fond de justice française. Il faut ensuite attendre 2016 pour découvrir le nouveau long métrage de Philippe Lioret. Il s'agit du drame Le Fils de Jean, centré sur un jeune homme se rendant au Canada pour y rencontrer sa famille qu'il n'a jamais vue.

1993 : Tombés du ciel
1997 : Tenue correcte exigée
2001 : Mademoiselle
2004 : L'Équipier
2006 : Je vais bien, ne t'en fais pas
2009 : Welcome
2011 : Toutes nos envies
2016 : Le Fils de Jean