Родился в многодетной и религиозной семье канадских квакеров. Его отец переехал из Канады в Англию, где стал преуспевающим промышленником, общественным деятелем и убежденным пацифистом. В 1895–1907 он избирался в Лондонский городской совет, а в 1905–1918 был депутатом Палаты общин.
Филипп Ноэль-Бейкер получил начальное образование в квакерских школах в США в Йорке и Пенсильвании. Затем с отличием окончил Исторический (1910) и Экономический (1912) факультеты Королевского колледжа Кембриджа (Великобритания). В 1911 и 1913 был стипендиатом Вевелской премии (Whewell scholarship) по международному праву. После окончания университета некоторое время учился в Париже и Мюнхене.
В 1910–1912 был президентом Кембриджского атлетического клуба, участвовал в Олимпийских играх в Стокгольме (1912), был капитаном олимпийской команды Великобритании по легкой атлетике в Антверпене (1920) и в Париже (1924).
В 1914 с отличием закончил магистратуру и стал проректором Рёскин-колледжа Оксфордского университета.
Во время мировой войны Ноэль-Бейкер организовал и возглавил полевые госпиталя на французском (1914–1915) и итальянском (1915–1918) фронтах. Был награжден французскими и итальянскими военными орденами. В 1915 женился на Ирен Ноэль, дочери английского землевладельца, поселившегося в Греции.
После войны принимал непосредственное участие в создании Лиги Наций и ООН. В 1918–1919 во время Парижской мирной конференции работал в качестве помощника лорда Роберта Сесиля, председателя комитета по разработке устава Лиги Наций. В 1920–1922 являлся членом секретариата Лиги Наций, в 1922–1924 был частным секретарем представителя Великобритании при Совете и Ассамблее Лиги Наций. Также был советником Ф.Нансена по делам беженцев и военнопленных. С 1929 по 1931 входил в состав делегации Великобритании при Ассамблее Лиги, а в 1931–1932 – помощником Артура Гендерсона, возглавлявшего Конференцию по разоружению.
В 1924–1929 Ноэль-Бейкер преподавал международное право в Лондонском университете и в Академии международного права в Гааге, опубликовал ряд научных трудов. В 1933–1934 читал лекции в Йельском университете в США (Dodge Lecturer)
В 1920-х вступил в Лейбористскую партию. В 1929–1931 был депутатом в Палате общин от Ковентри, в 1936–1950 – от графства Дерби, а в 1950–1970 представлял в английском парламенте интересы Южного Дерби. В 1942–1945 являлся секретарем парламентской комиссии по военному транспорту. В 1946 возглавил Лейбористскую партию.
В кабинете Эттли занимал посты государственного министра в Форин оффисе (1945–1946), госсекретаря по военно-воздушным силам (1946–1947), госсекретаря по делам Британского Содружества (1947–1950) и министра топлива и энергетики (1950–1951) После прихода к власти консерваторов, Ноэль-Бейкер вошел в «теневой» кабинет лейбористов.
Его деятельность не ограничивалась внутренней политикой: в 1945–1946 он участвовал в разработке основных принципов деятельности ООН и в написании Хартии этой международной организации. При этом он уделял особое внимание выработке кодекса поведения и определению прав и обязанностей сотрудников ООН, считая ее прообразом всемирной гражданской службы.
Позже он работал в качестве британского делегата в Экономическом и Социальном совете ООН. Выступил с предложением объединить экономический потенциал оккупационных зон в Германии, восстановить практику выдачи «нансеновских паспортов» беженцам. Занимался вопросами борьбы с бедностью, помощью беженцам, контролем над торговлей оружием, разрабатывал планы контроля над атомными вооружениями. Его интерес к проблеме контроля над вооружениями нашел свое отражение в монографии «Гонка вооружений: программа всеобщего разоружения», опубликованной в 1958. В 1961 эта книга была удостоена премии им. Альберта Швейцера.
В 1960 Ф.Ноэль-Бейкер был избран президентом Международного совета по спорту при ЮНЕСКО.
Скончался в Лондоне в 1982. Его основным жизненным кредо была фраза: «Война – это проклятая омерзительная вещь, уничтожившая многие цивилизации».
Основные труды: Noel-Baker, Philip John, The Arms Race: A Programme for World Disarmament. London, Stevens, 1958; The Geneva Protocol for the Pacific Settlement of International Disputes. London, King, 1925; Hawkers of Death: The Private Manufacture and Trade in Arms, London, Labour Party, 1934; The League of Nations at Work. London, Nisbet, 1926; «UN, the Atom, the Veto.» Speech at the Plenary Assembly of the United Nations: 25 October, 1946. London, Labour Party, 1946.