Getauft am 24. Mai 1619 in Haarlem als ältester Sohn des Malers Pouwels Joostensz. Wouwermans aus Alkmaar und dessen vierter Frau Susanna van den Bogert. Cornelis de Bie nennt Frans Hals als seinen Lehrer. 1638/39 reiste er mit dem Schiff nach Hamburg, wo er sich mit Annetje Pietersz. van Broeckhof katholisch trauen ließ. Während seines dortigen Aufenthalts arbeitete er kurzfristig in der Werkstatt des Historienmalers Evert Decker (gest. 1647). Aus dem Jahr 1639 stammt sein frühestes datiertes Werk. 1640 war er wieder in Haarlem, wo er am 4. September der Malergilde beitrat, der er 1646/47 als Geschworener diente. Zwischen 1642 und 1655 war er Korporal und Pikenier der St. Jorisschützen. Er starb am 19. Mai 1668 in Haarlem. Nach dem Tod seiner Witwe 1670 erbten die sieben Kinder des Paares ein ansehnliches Vermögen. Deren Tochter Ledewina heiratete 1672 den Maler Hendrik de Fromantiou (1633/34-nach 1694).
Unter dem Namen des Philips Wouwerman, zweifellos einer der produktivsten holländischen Maler des 17. Jahrhunderts, gehen heute rund 1000 Werke, von denen viele allerdings von seinen jüngeren Brüdern Pieter Wouwerman und Jan Wouwerman, Nachfolgern oder Kopisten stammen dürften. Wouwerman suchte nach Themen, die ihm die Darstellung von Pferden erlaubten, in der er in seiner Zeit unübertroffen war: Schlachten, Jagdbilder, Soldatenlager, Schmieden, Reitschulen, Ställe sowie bestimmte Historien und Heiligenfiguren. Verschiedene Motive entlehnte er Pieter van Laer (um 1592/95-1642), dessen Zeichnungsnachlass er Houbraken zufolge an sich gebracht haben soll.
Als seine Schüler sind Nicolaes Ficke, Jacob Warnars, Coort Witholt und Antony de Haen belegt. Houbraken nennt dazu auch Matthias Scheits, Barend Gael und Emanuel Murant.
Wouwerman war im 18. Jahrhundert in Europa so berühmt wie Rembrandt. Die Kupferfolge, die Jean Moyreau 1737-1759 nach 89 seiner Werke stach, stellt das erste Abbildungswerk eines holländischen Künstlers dar.