Édesanyja Fülöp király második felesége, Izabella királyné(Isabel de Farnesio, 1692–1766), született Farnese Erzsébet parmai hercegnő volt, II. Eduárd (Odoardo) parmai trónörökös (1666–1693) és Dorothea Sophie von Pfalz–Neuburg német hercegnő (1670–1748) egyetlen leánya.
Lajos (1707–1724), aki 1724-ben apjának lemondása után I. Lajos néven trónra lépett, de hét hónapnyi uralkodás után meghalt himlőben.
Fülöp Lajos (*/† 1709–1709), csecsemőkorban meghalt.
Fülöp Péter Gábriel (1712–1719), gyermekkorban meghalt.
Ferdinánd (1713–1759), aki 1746-ban, apja halála után VI. Ferdinánd néven örökölte a spanyol királyi trónt.
Gyermekkora
Fülöp infáns Madridban nevelkedett. Anyja, a nagy hatalmú Farnese Erzsébet (Izabella) királyné komoly politikai tehetséggel rendelkezett, kormányzati ügyekben gyakran adott tanácsokat férjének, a királynak. A legidősebb fiú, anyjával ellentétben inkább a művészi képességeket mutatott, érdeklődése a zene, irodalom, költészet és a nyelvek felé vonzotta.
1731-ben Fülöp herceg 11 éves volt, amikor anyai nagyapjának, II. Odoardó hercegnek féltestvére, Antonio Farnese (1679–1731), Parma utolsó Farnese-házi hercege férfi örökös hátrahagyása nélkül elhunyt. Vele férfiágon kihalt a Farnese hercegi család, amely generációk óta uralkodott Parma, Piacenza és Guastalla hercegségekben. A hercegi cím az 1693-ban elhunyt Odoardo egyetlen leányára, Antonio unokahúgára, Erzsébet hercegnőre, V. Fülöp spanyol király feleségére szállt. A Farnese családból származó királyné kihasználta a spanyol és francia Bourbon-királyságok megnövekedett súlyát, és 1731-re nemzetközi szerződésekben elismertette saját fiainak, Károly infáns és Fülöp infánsnak örökölési jogát Parma, Piacenza és Guastalla hercegségekre. 1735-ben VI. Károly császár a lengyel örökösödési háborúban elszenvedett vereségei nyomán lemondott a Nápolyi és a Szicíliai Királyságról, ezek uralkodója Károly infáns lett (IV. Károly néven). Fülöp herceg a parmai trón igénylőjévé lépett elő. Nápolyért és Szicíliáért cserébe azonban a Bourbonok lemondtak Parma hercegségéről VI. Károly császár javára. Fülöp herceg tehát még nem foglalhatta el anyai örökségét.
1740-ben elhunyt VI. Károly császár. Országait leánya, Mária Terézia főhercegnő örökölte, emiatt kitört az osztrák örökösödési háború. Maga Fülöp herceg is részt vett a hadműveletekben, az itáliai spanyol hadsereg tisztjeként. A vereségek nyomán Ausztriának ismét le kellett mondania Parmáról. Az 1748-as aacheni békeszerződés Fülöp spanyol infánst ismerte el Parma, Piacenza és Guastalla uralkodójaként.
Fülöp infáns 1749. március 9-én érkezett új hercegségébe, ahol anyjának családja, a Farnesék uralkodtak 1731-es kihalásukig. A kormányzati ügyeket július 1-jén vette át. Beiktatásával megszületett a Bourbon-ház parmai ága, amely 1860-ig maradt uralmon. I. Fülöp herceg trónra lépésekor Parma, Piacenza és Guastalla hercegségek gazdasága és pénzügyei romokban hevertek Fülöp bátyjának, IV. Károly nápoly–szicíliai királynak sorozatos háborúi következtében.
Az ifjú herceg igyekezett javítani a gazdasági helyzeten. 1759-ben szolgálatába fogadta Guillaume du Tillot-t (1711–1774), egy tehetséges francia gazdasági szakembert, akit főminiszterévé nevezett ki. Később Felino márkijává emelte. Du Tillot korszerű elvek szerint reformokat vezetett be, az egyházzal szemben megerősítette az állam szerepét, intézkedéseivel segítette a mezőgazdaság, ipar és kereskedelem fejlesztését. Átalakította a közigazgatást és a pénzügyek irányítását. A kultúrát is felvirágoztatta: Du Tillot idejében alapították a parmai szépművészeti iskolát (akadémiát) a Régiségek Múzeumát (Museo d’Antichità), közkönyvtárat és könyvnyomdákat. Tudósokat és művészeket hívott a parmai hercegi udvarba Parmából és külországokból is. Fülöp herceg uralkodása és Guillaume du Tillot főminiszter igazgatása alatti évtizedekben a Parmai Hercegség gazdasági és kulturális fellendülést élt meg.