À la suite de l'entrée de Xavier Bertrand au gouvernement le 14 novembre 2010, sa suppléante, Pascale Gruny, le remplace à l'Assemblée nationale un mois plus tard. Elle abandonne son mandat de député européen ce qui permet à Philippe Boulland de faire son entrée au Parlement européen.
Il est membre titulaire au Parlement européen de la commission « Emploi et Affaires sociales » ainsi que de la commission des « Pétitions ». Il est membre suppléant de la commission du « Budget » du Parlement européen.
Ayant toujours œuvré dans le domaine humanitaire, il est également membre suppléant de l'Assemblée parlementaire paritaire ACP-UE, qui réunit les pays d'Afrique, des Caraïbes et du Pacifique et des députés européens.
Philippe Boulland était également conseiller général du canton de Betz jusqu'en 2014 et adjoint au maire de Betz.
