Philippe Bourdeau a une formation d'ingénieur agronome, acquise à la faculté des Sciences agronomiques de Gembloux (1949).
Il est également M.A (1951) puis Ph. D. (1954), Duke Universituy, Durham, N.C., USA (Ecology).
Il débute comme assistant à la North Carolina State University (1954-1956) et à la Yale University (1956-1958) puis comme Research Associate, Brookhaven National Laboratory, USA (1960-1962).
En 1958-1960 il est aussi professeur et doyen de la faculté d'Agronomie, Astrida, Université officielle du Congo belge et du Rwanda-Urundi.
De 1962 à 1971, il est directeur du Laboratoire de radiobiologie au Centre commun de recherche Euratom à Ispra, en Italie.
Nommé en 1971 à la direction générale de la Recherche (DG XII) comme chef de division puis directeur, il y est chargé des programmes concernant l'environnement, les sciences et technologies marines, les matières premières, l'énergie non-nucléaire...
Il participe ainsi à la préparation et à la mise en œuvre de la politique communautaire en matière d'environnement. De 1989 à 1991, il est responsable du volet 'Environnement' du programme Phare en Pologne et Tchécoslovaquie puis de 1991 à 1994, il est conseiller spécial à la Commission européenne en charge de la Task Force pour l'Agence européenne de l'environnement ainsi que de la production du premier rapport sur l'état de l'environnement pan-européen (rapport Dobris). Philippe Bourdeau est également professeur à l'Université libre de Bruxelles où ses cours portent sur les sciences de l'environnement, la radioécologie et l'écotoxicologie.
De 1993 à 1997, il préside l'Institut de gestion de l'environnement et d'aménagement du territoire de l'ULB.
Il recouvre de nombreuses charges scientifiques comme les présidences du Scientific Committee on the Problems of the Environnement au sein de l'International Council for Science, du Scientific Committee of the European Environment Agency (1994-2002), de l'European Association for Environmental Management Education. Il est également membre du comité scientifique du Musée national d'histoire naturelle à Paris (1994-1997). De 1992 à 1996, il préside en outre le collège d'experts internationaux chargé par le gouvernement italien d'étudier le projet de digue mobile dans la lagune de Venise.