Durant ses études à Sciences Po, il milite deux ans au Parti socialiste pour soutenir Michel Rocard, avant de se rapprocher de la droite.

En 2001, il rejoint l’équipe municipale d’Antoine Rufenacht alors maire du Havre, et devient adjoint au maire chargé des affaires juridiques.

En 2002, il est candidat à l’élection législative dans la 8e circonscription de la Seine-Maritime. Cette même année, Alain Juppé lui propose de participer à la fondation de l’UMP, parti qui vise à rassembler toutes les formations politiques de la droite et du centre dans un grand mouvement populaire. Il y occupe les fonctions de Directeur général des services jusqu’en 2004 (démission d’Alain Juppé).

Il est ensuite avocat, au sein du Cabinet Debevoise & Plimpton LLP et est élu conseiller régional de la Haute-Normandie (2004-2008).

Membre du cabinet d’Alain Juppé au ministère de l’Écologie, il rejoint le groupe Areva en tant que directeur des Affaires Publiques (2007-2010).

En 2008, Édouard Philippe est élu conseiller général de la Seine-Maritime dans le canton du Havre-5. Il est aussi nommé adjoint au maire, chargé du développement économique et portuaire, de l’emploi, de la formation, de l’enseignement supérieur et des relations internationales. En 2009, il devient adjoint au maire chargé de l’urbanisme, de l’habitat, du Grand Paris et du développement portuaire.

Le 24 octobre 2010, le conseil municipal l’élit maire du Havre après la démission d’Antoine Rufenacht. Il devient président de la communauté de l’agglomération havraise le 18 décembre suivant.

Il est le suppléant de Jean-Yves Besselat, député de Seine-Maritime (7e circonscription, le Havre ouest), depuis 2007. Il devient député le 23 mars 2012, après le décès de celui-ci, mais ne siège pas, l’Assemblée ayant suspendu ses travaux pendant la campagne de l’élection présidentielle. Il est élu lors des élections législatives qui suivent.

Le 23 mars 2014, la liste qu’il mène aux élections municipales est élue dès le premier tour, avec 52,04 % des suffrages exprimés. Il est également réélu à la communauté de l’agglomération havraise.

Il fait partie de l’équipe de campagne d’Alain Juppé, candidat à la primaire présidentielle Les Républicains de 2016. Il est son co-porte-parole avec Benoist Apparu.