Στις 15 Φεβρουαρίου 1940, μετά την παραίτηση του Γκεόργκι Κιοσεϊβάνοφ, ο Φίλοφ διορίστηκε πρωθυπουργός του Βασιλείου της Βουλγαρίας. Ο Φίλοφ ήταν σύμμαχος του Τσάρου Μπόρις Γ΄ της Βουλγαρίας. Στις 7 Σεπτεμβρίου, στη Βουλγαρία αποδόθηκε το νότιο τμήμα της Δοβρουτσά με τη Συνθήκη της Κραϊόβα . Στις 14 Φεβρουαρίου του επόμενου έτους, η Βουλγαρία υπέγραψε σύμφωνο μη επίθεσης με τις δυνάμεις του Άξονα και την 1η Μαρτίου προσχώρησε στο τριμερές σύμφωνο. Την ημέρα της ανεξαρτησίας της Βουλγαρίας, στις 3 Μαρτίου, τα γερμανικά στρατεύματα πέρασαν στη Βουλγαρία στο δρόμο για να εισβάλουν στο Βασίλειο της Γιουγκοσλαβίας και στο Βασίλειο της Ελλάδας. Αν και ένα κυριότερο μέλος του Άξονα, η Βουλγαρία έμεινε εκτός πολέμου όσο το δυνατόν περισσότερο κατά τη διάρκεια του καθεστώτος του Βασιλιά Μπόρις και του Πρωθυπουργού Φίλοφ. Μετά το θάνατο του Μπόρις τον Αύγουστο του 1943, ο Φίλοφ έγινε μέλος του Συμβουλίου Περιφερειών που ιδρύθηκε επειδή ο νέος Τσάρος, ο Συμεών Β΄, ήταν ανήλικος.