Né dans les Nouvelles Galles du Sud, Phillip Noyce est venu s'installer à Sydney avec sa famille à 12 ans. Il n'a que 17 ans quand il réalise son premier court métrage de quinze minutes, Better to reign in hell qu'il finance en vendant les rôles à ses amis. En 1973, il entre à l'Australian National Film School, où il réalise plusieurs films dont un documentaire de cinquante minutes, Castor et Pollux, qui remporte le prix australien du meilleur court métrage de l'année.
Par la suite, il travaille brièvement chez Film Australia, y réalisant quelques documentaires de court métrage. L'un de ses projets d'étudiants l'ayant fait remarquer par le producteur David Elfick, celui-ci l'engage pour réaliser en 1978 Newsfront, qui remporte les prix du meilleur film, du meilleur scénario original et lui vaut celui du meilleur réalisateur en Australie. Le film fait l'ouverture du London Film Festival, et est le premier film australien à être présenté au New-York Film Festival.
Phillip Noyce s'impose alors dans le monde entier avec des thrillers comme Calme Blanc qui l'a révélé au grand public et donné son ticket pour Hollywood en 1989, Jeux de guerre (1992) et Danger immédiat (1994), deux thrillers politiques tirés des romans homonymes de Tom Clancy et dans lesquels il dirige Harrison Ford, Sliver avec Sharon Stone (1993), l'adaptation cinématographique du Saint avec Val Kilmer (1997) ou encore Bone Collector avec Angelina Jolie et Denzel Washington (1999).
En 2002, Phillip Noyce retourne dans son Australie natale pour un projet plus personnel: Le Chemin de la liberté qui relate l'histoire vraie de trois jeunes filles aborigènes enlevées à leur mère et récolte trois Australian Film Awards dont celui de Meilleur film. Ses projets l'amènent ensuite à voyager au Vietnam où il tourne une nouvelle version d'Un Américain bien tranquille (2003) et en Afrique du Sud où il réalise Au nom de la liberté (2007) un drame autour de l'Apartheid inspiré d'une histoire vraie.
En 2010, il opte pour un registre plus explosif en réalisant Salt, un film d'action et d'espionnage pour lequel il retrouve Angelina Jolie.
