Был вторым сыном Джан Галеаццо Висконти и его второй жены Катерины Висконти. С 1402 года был номинальным правителем Павии. После того, как его брат Джан Мария Висконти был убит в 1412 году — стал следующим после него герцогом Милана.
Филиппо Мария женился на Беатриче — вдове кондотьера Фачино Кане, поддерживавшего Джан Марию. Этот брак принёс Филиппо Марии в качестве приданого титулы Кане, его солдат и его состояние в полмиллиона флоринов. Когда Беатриче начала слишком сильно интересоваться государственными делами — Филиппо Мария обвинил её в супружеской измене и в 1418 году обезглавил в замке Бинаско.
Филиппо Мария Висконти был жестоким и параноидальным правителем, очень чувствительным к своему уродству (последствия родовой травмы). Нанимая таких мощных кондотьеров, как Франческо Буссоне да Карманьола, Никколо Пиччинино и Франческо Сфорца, он старался отвоевать ломбардскую часть владений своего отца.
После смерти правителя Форли Джорджио Орделаффи Филиппо Мария Висконти под предлогом защиты интересов его наследника Тебальдо Орделаффи попытался завладеть территориями в Романье (1423), что вызывало войну с Флоренцией, которая не могла не оспорить его амбиций.
Венеция, побуждаемая Франческо Буссоне, вмешалась на стороне Флоренции (1425), и война распространилась на всю Ломбардию. В марте 1426 года Франческо Буссоне сумел вызвать бунт в Брешии, которую сам же за пять лет до этого завоевал для Висконти. После долгой кампании Венеция сумела завоевать Брешию. Филиппо Мария тщетно искал помощи у императора, и в итоге ему пришлось согласиться на мир под эгидой папы Мартина V, который был выгоден для Венеции. При первом же удобном случае Филиппо Мария вновь возобновил боевые действия, что привело к ещё большим поражениям и вынудило подписать в 1427 году мирный договор на ещё худших условиях.
В 1428 году Филиппо Мария Висконти женился во второй раз — на Марии (1411—1469), дочери савойского герцога Амадея VIII, потенциального союзника. Благодаря поддержке Висконти Амадей в 1439—1449 годах был антипапой Феликсом V.
Филиппо Мария Висконти умер в 1447 году. Он был последним представителем рода Висконти по мужской линии. После его смерти в Милане короткое время просуществовала Амброзианская республика, но в 1449 году Франческо Сфорца, который был женат на дочери Филиппо Марии — Бьянке Марии Висконти — восстановил герцогство и стал первым герцогом династии Сфорца.
