Philipp Hochmair wurde am 16. Oktober 1973 in Wien geboren. Von 1993 bis 1997 absolvierte er eine Schauspielausbildung am Max Reinhardt Seminar in Wien, wo er Meisterschüler von Klaus Maria Brandauer war, und am Conservatoire national supérieur d’art dramatique in Paris. Während dieser Zeit spielte er seine erste, kleine Kinorolle in Claude Berris "Lucie Aubric" (FR 1996). Nach dem Studium erhielt er Engagements unter anderem am Schauspielhaus Hamburg, an der Volksbühne Berlin und am Schauspielhaus Zürich. 

Ab 1999 wirkte Hochmair regelmäßiger auch in Kino- und Fernsehproduktionen mit. In Oliver Hirschbiegels erfolgreichem Thriller "Das Experiment" (2001) war er ein Mitglied des Wissenschaftler-Teams, in Heinrich Breloers "Die Manns – Ein Jahrhundertroman" (2001) verkörperte er Golo Mann. Florian Baxmeyer besetzte ihn in einer Nebenrolle des preisgekrönten Kurzfilms "Die rote Jacke" (2002), und anschließend in einer Hauptrolle des TV-Thrillers "Mörderische Elite" (2003). 

Ebenfalls 2003 wurde Hochmair ins Ensemble des Wiener Burgtheaters berufen, dem er bis 2009 angehörte; dort wirkte er unter anderem in Elfriede Jelineks "Babel" (2005) und Thomas Manns "Doktor Faustus" (2008) mit. In diesen Jahren stand Hochmair nur vereinzelt vor der Kamera, etwa als Sohn von Josef Bierbichlers Hauptfigur in "Winterreise" (2006, Regie: Hans Steinbichler), sowie in kleineren Serien-Nebenrollen.

2009 wechselte er vom Burgtheater ins Ensemble des Hamburger Thalia-Theaters, wo er bis 2014 unter anderem als Tempelherr in "Nathan der Weise" und als Mephisto in "Faust I und II" (2011) auf der Bühne stand. Parallel dazu sah man ihn wieder häufiger in Fernseh- und Kinoproduktionen. In Marie Kreutzers Kinofilm "Die Vaterlosen" (AT 2011) gab er den Sohn einer einstigen Hippie-Familie, in dem TV-Thriller "Blutadler" (DE/AT 2012) einen psychopathischen Serienmörder. In der österreichischen Produktion "Der Glanz des Tages" (2012) spielte Hochmair sich selbst: Einen erfolgreichen Schauspieler namens Philipp, der durch zwei Zufallsbekanntschaften mit den Abgründen des realen Lebens konfrontiert wird. Der Film wurde unter anderem auf dem Locarno Film Festival und beim Filmfestival Max Ophüls Preis ausgezeichnet. Auch Nikolaus Leytners "Die Auslöschung" (AT 2013, TV) hatte einen (indirekten) Bezug zu Hochmairs Karriere: Er spielte darin den Sohn eines an Alzheimer erkrankenden Mannes – verkörpert von Hochmairs einstigem Lehrmeister Klaus Maria Brandauer. Eine weitere wichtige Rolle hatte er in Urs Eggers Bertha-von-Suttner-Filmbiografie "Eine Liebe für den Frieden" (AT/DE/CZ 2014), als deren Ehemann Arthur.

Nach seinem Ausscheiden aus dem Ensemble des Thalia Theaters im Jahr 2014 konzentrierte Hochmair sich ganz auf die Arbeit vor der Kamera, häufig in österreichischen Produktionen. Neben zahlreichen Fernsehspiel-Parts hatte er ab 2015 in der satirischen Society-Serie "Vorstadtweiber" (AT) eine feste Rolle als hochkrimineller Wiener Minister. Für seine Hauptrolle in dem schwulen Beziehungsdrama "Kater" (AT 2016) wurde er bei der Diagonale in Graz mit dem Schauspielerpreis ausgezeichnet.  Weitere nennenswerte Kinorollen spielte er als notorisch untreuer Koch in dem preisgekrönten Psychodrama "Animals" (CH/AT/PL 2017), als fieser Hehler in "Candelaria – Ein kubanischer Sommer" (CO/DE/NO 2017) und als pädophiler Pater in Josef Bierbichlers "Zwei Herren im Anzug" (2018). Im Frühsommer 2019 stand Hochmair für Christian Lerchs "Das Glaszimmer" (Start: 2020) vor der Kamera. In dem 1945 spielenden Drama verkörpert er einen überzeugten Nazi, der in einem bayerischen Dorf ein strenges "Endsieg"-Regiment führt.