Diplômé de sciences politiques, Phil Alden Robinson se distingue en réalisant plus d'une centaine de films d'entreprises et de documentaires pédagogiques. Après un passage par la télévision, il se fait connaître en 1984 en signant le scénario de Solo pour deux, une comédie de Carl Reiner.

En 1987, il réalise son premier long métrage, la comédie In the mood, dont la vedette est tenue par Patrick Dempsey puis enchaîne avec Jusqu'au bout du reve, un drame fantastique avec Kevin Costner. En 1992, Phil Alden Robinson réalise Les Experts, thriller porté par Robert Redford dont il signe également le scénario.

Phil Alden Robinson se distingue alors en accompagnant le HCR en Somalie et en Bosnie, périple dont il tire une série de cinq documentaires pour le compte de la chaîne ABC News. En 2001, il signe le premier épisode de Band of brothers, série produite par Steven Spielberg sur le débarquement de Normandie durant la Seconde Guerre mondiale. En 2002, il met en scène son quatrième long métrage, La Somme de toutes les peurs, nouvel opus des aventures de l'agent secret Jack Ryan, incarné par Ben Affleck.