В вопросах веры Филипп придерживался широких взглядов и никогда не был замечен в ханжестве. По-видимому, здесь сыграли свою роль присущие ему рационализм и скептицизм, считавшиеся природными качествами истинных французов. Из изучаемых предметов герцог Шартрский отдавал предпочтение точным и естественным наукам — математике и химии, но одновременно он любил историю, особенно военную, а также философию, географию и рисование. Еще в юности герцог в совершенстве овладел мастерством художника-гравера. Позднее, уже став регентом, он самостоятельно подготовит иллюстрации к переизданию греческого романа античных времен «Дафнис и Хлоя». Кстати, моделью Хлои станет герцогиня Беррийская, его старшая дочь, позировавшая отцу-художнику полностью обнаженной.
Другим его увлечением была музыка. Он даже пытался ее сочинять: в соавторстве с композитором Шарлем-Юбером Жерве были написаны две оперы на античные сюжеты.
Удивительно, но при этом Филипп был совершенно равнодушен к танцам, которым обучался по принуждению, что отличало его от большинства сверстников из среды «золотой» версальской молодежи. Несмотря на все старания отца и дяди-короля, обожавших охоту, юный Филипп Шартрский по каким-то причинам не полюбил и это всегда считавшееся истинно королевским занятие.
В четырнадцать лет, видимо, по воле одного из родителей, Филипп получил практические уроки сексуального образования. Его наставницей в этом деликатном деле стала пятидесятилетняя (!) графиня из окружения герцогини Орлеанской.
К концу 1680-х годов пятнадцатилетний Филипп Шартрский считался шестым по очередности кандидатом на наследование французского престола. Запас прочности старшей линии Бурбонов казался более чем внушительным. Тем не менее Людовик XIV, не желая усиливать младшую Орлеанскую ветвь династии, озаботился устройством подходящего брака для своего племянника. Обстановка войны, в которой Франция в то время оказалась перед лицом чуть ли не всей Европы, затрудняла поиски достойной невесты среди царствующих европейских домов. Для «короля-солнца» данное обстоятельство послужило удобным предлогом, чтобы предложить в невесты герцогу Шартрскому свою дочь от внебрачной связи с замужней маркизой де Монтеспан. К тому времени он уже узаконил пятнадцатилетнюю мадемуазель де Блуа, которая стала именоваться Франсуаз-Мари де Бурбон.
Когда король посвятил в этот план герцога Орлеанского и его супругу, те испытали глубокий шок, сочтя подобный брак не только скандальным, но и унизительным для сына и всего Орлеанского дома. Но Людовик XIV был непреклонен в своем решении. Он пригласил к себе семнадцатилетнего племянника и сообщил опешившему «жениху», что в знак особого к нему расположения он отдает ему в жены свою дочь Франсуаз-Мари. Смущенный юноша невнятно пробормотал что-то вроде благодарности, и вопрос был решен. Когда Филипп явился к матери и сообщил о согласии, данном им королю, герцогиня Орлеанская отвесила любимому сыну пощечину. Так, во всяком случае, утверждал знаменитый мемуарист Луи де Сен-Симон, друг Филиппа.
Воля короля была исполнена 18 февраля 1692 года, когда состоялось бракосочетание молодых. Но, разумеется, заключенный таким образом брак имел мало шансов на счастливое будущее, хотя в нем и родились восемь детей — семь девочек и один мальчик, продолжатель Орлеанской ветви династии Бурбонов. Выполняя свой не столько супружеский, сколько династический долг, Филипп так и не проникся чувствами к супруге, которую в кругу друзей называл не иначе, как «мадам Люцифер». Он открыто вел рассеянный, как тогда говорили, образ жизни и имел множество внебрачных детей, из которых троих признал официально.
Неожиданной женитьбе герцога Шартрского предшествовало начало его военной карьеры в рядах действующей во Фландрии королевской армии. Очень скоро Филипп проявил себя как храбрый, способный и энергичный офицер. Его доброжелательность снискала ему уважение товарищей и любовь солдат. Вырвавшись из душной придворной среды, юный герцог впервые окунулся в настоящую жизнь, свободную от дворцовых условностей и строгого этикета, где в откровенных разговорах можно было услышать резкие высказывания не только по адресу королевских министров, но и всемогущей фаворитки мадам де Ментенон.
Свое первое боевое крещение Филипп Орлеанский получил в августе 1692 года под Стейнкерком, где командовал отрядом. По окончании кровопролитной схватки он приказал солдатам подобрать всех раненых — своих и противника, оказать им первую медицинскую помощь и поместить в лазарет. Все сопутствующие расходы на лечение раненых герцог взял на себя, что было тогда не принято. Его поведение было отмечено маршалом Люксембургским. В письме королю он писал: «У его высочества герцога Шартрского доброе сердце». А мать Филиппа, герцогиня Орлеанская, с удовлетворением сообщала сыну из Парижа: «Здесь все — от короля до базарных торговок — говорят о Вас».