Phillips era figlio di William Cornelius Phillips (di origini gallesi) e Mary Catherine Savino (nata a Ripacandida come Maria Caterina).[1] I suoi genitori si trasferirono a Camp Hill, vicino Harrisburg, nel 1959. Si laureò presso lo Juniata College nel 1970. Ottenne poi il dottorato presso il Massachusetts Institute of Technology, con una tesi riguardante il momento magnetico dei protoni nell'acqua. Poco dopo essersi iscritto al MIT, sposò Jane Van Wynen.