Filip II:n vanhemmat olivat kuningas Ludvig XIV:n nuorempi veli Orléansin herttua Filip I ja Pfalz-sukuinen Elisabeth Charlotte. Hänet tunnettiin aluksi nimellä Chartresin herttua, kunnes hän peri isänsä arvon tämän kuoltua vuonna 1701. Filip sai nuorena huonon maineen sopimattoman käytöksensä seurauksena ja hänen katsottiin laiminlyövän vaimoaan Françoise Marie de Bourbonia, joka oli kuninkaan tytär. Hän palveli Ranskan armeijassa ja osallistui yhdeksänvuotiseen sotaan (1689–1697), mutta kuningas Ludvig XIV jätti hänet tuolloin armeijan korkeimman johdon ulkopuolelle. Espanjan perimyssodassa hän sitä vastoin pääsi komentamaan Ranskan joukkoja Italiassa vuonna 1706 ja Espanjassa 1707–1708.