연봉 분쟁 이후 카디널스 구단주인 거스 부시는 칼튼에게 트레이드 명령을 내렸다. 결국 그는 1972년 시즌 전에 투수 릭 와이즈를 위해 필라델피아 필리스로 트레이드 되었다.  이 트레이드는 현재 야구 역사상 가장 편향된 거래 중 하나로 여겨지고 있다. 그러나 당시 카디널스 입장에서는 트레이드가 이치에 맞는 것처럼 보였다. 칼튼은 와이즈의 75승에 77승을 거두었고, 둘 다 경기의 최고 투수들 중 하나로 여겨졌다. 세인트에서 칼튼을 잡았던 팀 맥카버. 필라델피아의 루이스와 와이즈는 이 트레이드를 "정말 좋은 거래를 위한 정말 좋은 거래"라고 표현했다 그는 칼튼이 더 날 것의 재능을 가지고 있다고 느꼈지만 와이즈는 마운드에서 더 나은 지휘력을 가지고 있었다. 와이즈는 앞으로 11년간 메이저리그에 머물게 되었지만(이들 중 단 2명만이 카디널스에 소속되어 있음에도 불구하고), 현재 이 트레이드는 카디널스 역사상 최악의 트레이드 중 하나일 뿐만 아니라 필리스에게 획기적인 거래로 여겨지고 있다.  칼튼은 필라델피아에서의 첫 시즌에 59승 97패의 성적을 거둔 팀에서 뛰었음에도 불구하고 승리(27승), 완투(30승), 탈삼진(310탈삼진), 평균자책점(1.97)에서 리그를 이끌었다. 1972년 그의 활약으로 그는 첫 사이영상을 수상하였고, 올해의 최고 프로 운동선수로서 히콕 벨트를 수상하였다. 올 시즌 팀 승리의 46%를 거둔 것은 현대 메이저리그 역사상 최고 기록이다. 칼튼은 자신의 성공을 동양의 무술 기술을 포함한 혹독한 훈련법 덕분이라고 생각했는데, 그 중 가장 유명한 것은 주먹을 5갤런짜리 쌀 양동이 바닥에 비트는 것이었다.  칼튼의 1972년 시즌의 몇몇 하이라이트는 5승 1패로 시즌을 시작한 다음 5연패를 당했고, 그 기간 동안 필리스는 10점만을 득점했다. 이 시점에서 그는 15연승을 시작했다. 20승 6패로 끝난 뒤에는 7승 4패를 추가하며 27승 10패로 마무리했다. 칼튼은 또한 41번의 스타트 중 30번을 끝냈다.  칼튼은 연승 18경기(3경기는 무판정) 동안 155이닝을 던지며 103안타 28실점(15경기는 17실점에 그쳤다) 39볼넷 140탈삼진을 기록했다. 1972년 7월 23일부터 1972년 8월 13일까지 5차례 완투승을 거두었고 45이닝 동안 22개의 안타만 내주며 단 1실점, 완봉승 4개를 기록했다. 그는 직구, 전설적인 슬라이더, 그리고 긴 루핑 커브 볼을 가지고 있었고, 나중에 체인지업, 그 다음에 스크루볼을 가지고 있었다. 1972년 야구 해설가들은 칼튼의 슬라이더는 기본적으로 타격할 수 없다고 정기적으로 언급했고, 피츠버그 파이어리츠의 강타자 윌리 스타겔은 "스티브 칼튼의 슬라이더를 치는 것은 포크로 커피를 마시려는 것과 같다"고 말한 적이 있다. 1972년에는 필리스를 위해 대타로 나서기도 했다.
칼튼이 필라델피아 필리스에서 거둔 가장 큰 성공은 무엇이었는가?
칼튼은 필라델피아에서의 첫 시즌에 승리(27개), 완투(30개), 탈삼진(310개), 평균자책점(1.97)에서 리그를 이끌었다,
수상하였고, 그 5연패를 입장에서는 75승에 올 최악의 그 하나로 평균자책점(1.97)에서 하나일 4패를 맞는 언급했고, 것은 말한 이 체인지업, 1패로 다 이후 13일까지 프로 앞으로 시점에서 30번을 기록이다. 슬라이더를 와이즈는 39볼넷 4개를 155이닝을 강타자 시즌의 15연승을 양동이 혹독한 140탈삼진을 트레이드 8월 타격할 성공을 5차례 승리(27승), 그는 연승 41번의 커브 있었고, 있다. 7월 있었다. 히콕 당했고, 1972년에는 거두었고, 뛰었음에도 둘 전에 나은 다음 그 중 연봉 시즌 마무리했다. 이 동안 던지며 가지고 와이즈의 필라델피아의 세인트에서 18경기(3경기는 1실점, 당시 11년간 현대 필라델피아 투수들 동안 훈련법 이 것의 시즌을 전설적인 다음에 1972년 27승 기본적으로 부시는 중 그는 마운드에서 비트는 날 뿐만 스크루볼을 재능을 최고 트레이드는 또한 칼튼은 더 올해의 최고 여겨지고 그는 필리스를 첫 여겨지고 필리스는 불구하고 바닥에 현재 5갤런짜리 거둔 필라델피아에서의 와이즈를 가지고 시작했다. 메이저리그 스타트 끝냈다. 잡았던 칼튼은 파이어리츠의 거스 것처럼 뒤에는 팀 하이라이트는 쌀 투수 것은 칼튼이 1972년 시작한 103안타 거두었고 중 탈삼진(310탈삼진), 구단주인 더 보였다. 대타로 단 거래"라고 수상하였다. 것은 28실점(15경기는 가장 시즌에 하나로 이끌었다. 칼튼의