Entré en 2011 dans le service cantonal, le Vaudois d'origine a gravi les échelons en passant d'Officier d'état-major à Chef de la gendarmerie, puis Commandant de la police. À l'âge de 41 ans, il est à l'époque devenu le plus jeune commandant de police en Suisse.
Il a notamment contribué à la hausse de l'effectif des agents, à la réorganisation interne de la police, à l'ouverture d'un commissariat spécialisé dans la cybercriminalité, ou encore à la gestion de la crise du COVID-19.
Dès le 1ᵉʳ juillet 2026, Philippe Allain reprendra la direction de l’Institut suisse de police à Neuchâtel.
