Juge d’instruction à Lille en 1972, substitut à Bobigny en 1976 puis à Paris en 1982, il y poursuit sa carrière et à partir de 1999 comme avocat général hors hiérarchie.
Il représente l’accusation notamment aux procès de Christian Didier, François Besse, Bob Denard, Émile Louis, Maxime Brunerie ou encore Hélene Castel. En 2009, Philippe Bilger représente le ministère public au procès relatif à l’affaire « du gang des barbares ».
Ses réquisitions sont dans l’ensemble suivies par la cour, notamment en condamnant le principal accusé à la peine maximale. Le 1er septembre 2009, il est admis à la retraite et maintenu en activité comme substitut général, et ce jusqu’au 1er septembre 2012. Le 3 octobre 2011, il quitte la magistrature et rejoint le Cabinet D’Alverny Demont et Associés en qualité de conseiller spécial.