Az 1898-as események után az Egyesült Államok nem ismerte el a Malolos-köztársaság függetlenségét, hanem annektálta a szigetcsoportot. A spanyol–amerikai háborút lezáró párizsi békeszerződés (1898. december 10.) értelmében Spanyolország 20 millió dollárért átengedte a Fülöp-szigeteket, Guamot és Puerto Ricót az Egyesült Államoknak. Ez a döntés figyelmen kívül hagyta a filippínó nacionalista mozgalom követeléseit, és közvetlenül a Fülöp–amerikai háborúhoz vezetett. Az amerikai uralom 1899-től 1946-ig tartott, és alapvetően átalakította a Fülöp-szigetek politikai, társadalmi és gazdasági szerkezetét.
A háború 1899. február 4-én tört ki, amikor a San Juan del Monte-i incidens során amerikai katonák tüzet nyitottak filippínó katonákra. A Fülöp–amerikai háború (Philippine–American War) első szakaszában a filippínó erők hagyományos hadseregként próbáltak ellenállni, de az amerikai hadsereg technikai fölénye hamarosan nyilvánvalóvá vált. Emilio Aguinaldo kormánya 1899 márciusában elhagyta Malolost, és a harcok gerillaháborúvá alakultak.
A gerillaháború brutalitása mindkét oldalon súlyos emberi szenvedést okozott. Az amerikai hadsereg a benevolent assimilation (jóindulatú asszimiláció) politikáját hirdette, de a gyakorlatban kegyetlen módszereket alkalmazott: a vízkúra (water cure) kínzási technikát, a reconcentrado táborokat, amelyek a civilek koncentrációs táborba zárását jelentették, és a Samar szigetén történt Balangiga mészárlás (1901) utáni megtorlást, amely során Jacob Smith tábornok parancsot adott a sziget nagy részének elpusztítására. A háború során elkövetett erőszakot az amerikai kormányzat hivatalosan sokáig tagadta vagy minimalizálta; a tényeket a későbbi történetírás tárta fel.
A háború hivatalos lezárását 1902. július 4-én jelentették be, de a harcok valójában folytatódtak. A Moro-háborúk (Moro Wars) a muszlim déli területeken 1913-ig tartottak, és a hegyi népek, valamint a pulajane mozgalom is ellenállt. A háború emberi költsége hatalmas volt: az amerikai katonai halottak száma hivatalosan körülbelül 4 200, de a filippínó áldozatok becslése 200 000 és 1 000 000 között mozog, a legtöbb halál a háború következtében kialakult járványoknak és éhínségnek tulajdonítható. Ezek a számok becslések, és a történészi vita tárgyát képezik, mivel a korabeli statisztikák megbízhatatlanok.
Az amerikai gyarmati közigazgatás fokozatosan alakult ki. A katonai kormányzást 1901-ben váltotta fel a civil kormányzat, amelynek élére William Howard Taft került. A Philippine Commission (Fülöp-szigeteki Bizottság) törvényhozó és végrehajtó feladatokat látott el, és a helyi elitek bevonására törekedett. A Philippine Organic Act (1902) alapján létrejött a Philippine Assembly, az alsóház, amelynek tagjait 1907-ben választották meg először. A választójog azonban korlátozott volt, és a hatalom ténylegesen az amerikai kormányzó-tábornok kezében maradt.
A Filipinizáció (Filipinization) politikája a helyi elitek bevonását célozta a közigazgatásba. Ez a stratégia csökkentette a közvetlen ellenállást, de egyben megerősítette a helyi földbirtokos és üzleti elitek hatalmát, amelyek a gyarmati rendszer haszonélvezőivé váltak. A Nacionalista Party (Partido Nacionalista) Sergio Osmeña és Manuel Quezon vezetésével a függetlenség fokozatos kivívását tűzte zászlajára. A Jones Act (1916) ígéretet tett a függetlenségre, de csak akkor, ha az Egyesült Államok úgy ítéli meg, hogy a Fülöp-szigetek készen áll rá. A törvény létrehozta a kétkamarás törvényhozást, és kiterjesztette a választójogot, de a gazdasági és katonai ügyek továbbra is amerikai kézben maradtak.
Az amerikai gyarmati politika egyik legmaradandóbb hatása az oktatási rendszer kiépítése volt. 1901-ben érkeztek az első amerikai tanárok, a Thomasites néven ismert csoport, amelynek tagjai az Egyesült Államokból érkezett fiatal tanárok voltak. Az oktatás nyelve az angol lett, és a közoktatási rendszer a gyarmati állam egyik legfontosabb intézményévé vált. Az írástudás aránya jelentősen nőtt, de az oktatás tartalma az amerikai értékeket és az Egyesült Államok iránti lojalitást közvetítette.
Az oktatás kettős hatást gyakorolt: egyrészt elősegítette a modern állam és a nacionalista mozgalom fejlődését, másrészt az amerikai kulturális befolyás terjesztésének eszköze volt. A katolikus egyház szerepét korlátozták, és az egyházi földeket az állam megvásárolta és újraelosztotta, bár a földbirtokos elit megtartotta befolyását. Az oktatási rendszer hosszú távon hozzájárult a filippínó középosztály kialakulásához, amely később a függetlenségi mozgalom és a demokratikus átmenet motorja lett.
Az amerikai uralom alatt a Fülöp-szigetek gazdasága szorosan integrálódott az amerikai piachoz. A Payne–Aldrich Act (1909) és a Simons–Underwood Act (1913) vámmentességet biztosított az amerikai és filippínó termékeknek, ami az exportorientált mezőgazdaság gyors növekedését eredményezte. A fő exportcikkek a cukor, a kender (abaká), a kókusz és a dohány voltak. A gazdasági növekedés azonban rendkívül egyenlőtlen volt: a földbirtokos elitek meggazdagodtak, míg a parasztok többsége szegénységben élt.
A földbirtokviszonyok gyarmati kori egyenlőtlensége fennmaradt, sőt bizonyos területeken erősödött. A hacienda-rendszer tovább élt, és a parasztok gyakran adósságrabszolgaságba kerültek. Az 1930-as években a Sakdal-mozgalom (Sakdalista mozgalom) tiltakozott a földesúri kizsákmányolás és az amerikai uralom ellen. A mozgalom 1935-ben fegyveres felkelést is kirobbantott, amelyet az amerikai hadsereg és a filippínó rendőrség levertek. A paraszti elégedetlenség a későbbi Hukbalahap-felkelés egyik előzménye volt.
A városiasodás és az iparosodás lassan haladt előre. A főváros, Manila gyorsan növekedett, és megjelent egy városi munkásosztály. A kínai és más bevándorló közösségek jelentős szerepet játszottak a kereskedelemben, de diszkriminációval is szembesültek. A gazdasági függőség az Egyesült Államoktól a függetlenség után is meghatározó maradt, és a későbbi gazdasági egyenlőtlenség gyökerei a gyarmati időszakra nyúlnak vissza.
Az 1920-as években a függetlenségi mozgalom egyre erősebbé vált. Manuel Quezon és Sergio Osmeña vezetésével a Nacionalista Party a fokozatos függetlenségért küzdött. Az amerikai kongresszusban vita folyt arról, hogy a Fülöp-szigetek megérett-e a függetlenségre. Az 1930-as években a nagy gazdasági világválság és az amerikai mezőgazdasági érdekek nyomása felgyorsította a döntést. A Hare–Hawes–Cutting Act (1933) függetlenségi törvényt ígért, de a filippínó elitek egy része ellenezte, mert bevándorlási korlátozásokat és gazdasági hátrányokat tartalmazott. Quezon ellenállása nyomán született meg a Tydings–McDuffie Act (1934), amely tízéves átmeneti időszakot irányzott elő.
Az 1935-ös alkotmány létrehozta a Fülöp-szigeteki Nemzetközösséget (Commonwealth of the Philippines, Commonwealth ng Pilipinas), amely autonóm kormányzattal rendelkezett, de a külügy, a védelem és a kereskedelem továbbra is amerikai ellenőrzés alatt maradt. Manuel Quezon lett az első elnök. A Commonwealth időszakában bevezették a nők választójogát (1937), és vitát folytattak a nemzeti nyelvről, amelyet a tagalog alapján határoztak meg. Quezon kormánya társadalmi reformokra is törekedett, de a földreform kérdése megoldatlan maradt.
A második világháború kitörése után a Fülöp-szigetek stratégiai helyzete felértékelődött. Douglas MacArthur tábornok vezetésével megkezdődött a filippínó hadsereg kiépítése, de a japán támadás 1941 decemberében meglepte a védőket. A japán megszállás és a háborús események részletes tárgyalása a következő alfejezetben, A Commonwealth és a japán megszállás címen folytatódik.
Az amerikai gyarmati uralom történetéről szóló források rendkívül változatosak. Az amerikai kormányzati jelentések, katonai iratok és statisztikák a gyarmati adminisztráció nézőpontját tükrözik, és hajlamosak alábecsülni az erőszak mértékét, valamint a helyi lakosság szenvedését. A filippínó nacionalista iratok, újságok és visszaemlékezések ellenkező előjellel torzítanak: a háborút és a gyarmati uralmat gyakran egységes nemzeti ellenállásként ábrázolják, elfedve a belső társadalmi és etnikai törésvonalakat. A történészeknek ezért kritikailag kell kezelniük mindkét forráscsoportot.
A Fülöp–amerikai háború civil áldozatainak száma máig vitatott. A becslések 200 000 és 1 000 000 között mozognak, de a korabeli statisztikák hiányosak, és a járványok, éhínség áldozatait nehéz elkülöníteni a közvetlen erőszaktól. A háborús bűnök, mint a vízkúra vagy a Balangiga utáni megtorlás, dokumentáltak, de a felelősség kérdése és a parancsok pontos láncolata továbbra is vita tárgya. Az amerikai hadsereg hivatalos jelentései gyakran tagadták vagy bagatellizálták a túlkapásokat.
Az amerikai gyarmati modernizáció megítélése szintén megosztja a történészeket. Az oktatási rendszer, a közegészségügy és az infrastruktúra fejlesztése vitathatatlanul hozzájárult a modern állam kialakulásához, de ezeket az intézményeket a gyarmati hatalom érdekei szerint alakították ki, és gyakran a helyi kulturális és társadalmi viszonyok figyelmen kívül hagyásával jártak. A gyarmati gazdaság exportorientált szerkezete hosszú távon függőséget teremtett, és a földbirtokos elitek hatalmát erősítette. A történészek egy része az amerikai gyarmati uralmat „jóindulatúbbnak” tartja, mint a spanyolt, mások hangsúlyozzák a folytonosságot az erőszakban és a kizsákmányolásban. A könyv álláspontja szerint mindkét értelmezést kritikailag kell kezelni, és a tényeket a maguk összetettségében kell bemutatni.
A muszlim területek (Moro Province) és a hegyi népek külön kezelése a gyarmati időszakban hozzájárult a későbbi etnikai feszültségekhez. A gyarmati kategorizáció, amely a lakosságot „keresztény” és „nem keresztény” csoportokra osztotta, leegyszerűsítette a vallási és etnikai sokszínűséget, és a későbbi nemzetépítés egyik akadályává vált. Ezek a kérdések a Gyarmati örökségek és államhatárok fejezetben részletesebben tárgyalásra kerülnek.