Estudià al Conservatori de París amb A. Gédalge, J. Massenet i G. Fauré. Fundà la Societat Musical Independent (1909) amb M. Ravel i F. Schmitt per promoure llur música. A més de compondre una obra molt vasta -el seu catàleg té més de 225 opus-, també es dedicà intensament a l’ensenyament i a la redacció de diversos tractats amb la intenció d’oferir un nou material als alumnes cansats de l’academicisme imperant al conservatori, i també a la de nombrosos articles i diverses monografies sobre compositors, entre els quals M. Ravel i C. Debussy. D. Milhaud, F. Poulenc, G. Tailleferre o H. Sauguet foren alguns dels seus deixebles. L’obra de Koechlin té el mèrit d’haver intentat evitar la dramatització de la diferència entre la música tonal i la atonal, tan emfasitzada en la seva època, com també el d’haver intentat saltar l’abisme que ja separava la música culta de la música de varietats. Tot i que la seva música participa d’un imaginari orientalista molt propi de l’època, Koechlin refusà sempre l’apel·lació de "músic impressionista" (entenent principalment amb aquest terme una relaxació de l’exigència formal), recordant la persistència d’una lògica musical fins i tot en la més irregular de les seves composicions.
En l’aspecte tonal, Koechlin mostrà ben aviat la seva preferència per les modulacions a tonalitats llunyanes -com en la cançó Les clairs de lune -, la llibertat en els encadenaments dels acords -dissonàncies no resoltes en la cançó Mon rêve familier, moviments paral·lels, sèries d’acords i quintes paral·leles-, així com per l’ús de tota la gamma d’harmonies "debussinianes" (acords per a quartes superposades, acord de quinta i novena, acords de setena de tònica en mode dòric...) i els acords de quintes superposades (Les Vendanges). Quant a la forma, s’esforçà a combatre l’histrionisme omnipresent en la música de tendència wagneriana, a través de la composició de petites peces lleugeres per a veu, els rondels. És, però, a través de la música orquestral i la de cambra que Koechlin començà a trobar les seves pròpies particularitats formals: sonates amb tema masculí i femení, "cèl·lules" i ponts; pèrdua del referent temàtic en el desenvolupament. El contacte amb els exercicis de composició dels seus alumnes l’impulsà a escriure fugues i corals, que es reflectiren en composicions com Les Bandar-log (1939), scherzo d’una de les seves obres més importants, El llibre de la jungla, el qual, sota forma de fuga, parodia el contrapunt atonal de l’Escola de Viena. Paradoxalment, la disciplina requerida per a aquestes formes tradicionals, que no obstant això ell transgredia en les notes de pas d’acord a acord i en els temps forts, el portà a descobrir possibilitats harmòniques i tonals que dugueren la seva música al llindar de la atonalitat (Shéhérazade, Les heures persanes, Tercer coral del Dolor a Doctor Fabricius).
Koechlin compongué també música per a pel·lícules, com la partitura L’andalouse dans Barcelone, destinada al film Croisières avec l’escadre -i que finalment no s’utilitzà-, així com peces inspirades en pel·lícules i fins i tot algun homenatge a certs actors i actrius de cinema, com és el cas de Seven Stars’ Symphony (1933), L’Album de Lilian (1934) o Danses (1937). La música per a cinema fou també l’ocasió per a mostrar i difondre la seva posició política i comprometre’s amb algunes causes. Aquest és el cas de Victoire de la vie (Henri Cartier), composta en honor dels republicans espanyols. També escriví algunes cançons de caràcter reivindicatiu (Chant pour Thaelmann) i obres commemoratives d’herois revolucionaris (Marche funèbre, dedicada a P. Vaillant-Couturier). Pròxim al Partit Comunista Francès, durant els anys trenta publicà una sèrie d’articles en el diari comunista "L’Humanité" i també en altres publicacions d’esquerres.
La fôret païenne, op. 45 (1911-16; orquestració, 1920-25); La divine vesprée, op. 67 (1917; orquestració, 1918); L’âme heureuse, op. 210 (1945-47; orquestració, 1947)
En mer, la nuit, poema simf. (1899-1904); L’automne, suite simf. (1896-1906); Études antiques, suite simf., op. 46 (1908-14); Le printemps, L’hiver, 2 poemes simf., op. 47 (1908-16); Nuit de juin, Midi en août, 2 poemes simf., op. 48 (1908-11); La course de printemps, poema simf., op. 95 (1908-25); Marche funèbre, op. 157 (1936); El llibre de la jungla, poema simf. (1911-40); 2 simfonies (núm. 1, op. 57/2, 1911-26; núm. 2, op. 196, 1943-44); The Bride of a God, poema simf., op. 106 (1929); Symphonic Fugue, op. 121 (1932); Seven Star’s Symphony, suite simfònica, op. 132 (1933); Hymne à la jeunesse, poema simf., op. 148 (1934); La loi de la jungle, op. 175 (1939); La méditation de Purun Bhagat, poema simf., op. 159 (1936); Les Bandar-log, op. 176 (1939); Doctor Fabricius, poema simf., op. 202 (1946); Offrande musicale sur le nom de BACH, op. 187 (1942)
4 Little Pieces, tr., vl./vla., pno., op. 32 (1897-1907); 3 qt. c. (núm. 1, op. 51, 1911-13; núm. 2, op. 57, 1911-16; núm. 3, op. 72, 1917-21); Suite en quatuor, fl., vl., vla., pno., op. 55 (1911-15); Pastorale, fl., cl., pno., op. 75/2 (1917-18); 20 chansons bretonnes sur d’anciennes chansons populaires, vlc., pno., op. 115 (1931-32); Quintet Primavera, fl., arpa, vl., vla., vlc., op. 156 (1936); Trio, ob., cl., fg., op. 206 (1945)
Nocturne, arpa cromàtica, op. 33 (1907); 24 esbossos, pno., op. 41 (1905-15); Sonata per a oboè, op. 58 (1911-16); 64 exercices faciles, pno., op. 61a. (1919-20); L’école du jeu lié, pno., op. 61b (1919-20); 10 peces fàcils breus, pno., op. 61c (1915-20); 12 peces breus, pno., op. 61d (1915-20); Les heures persanes, pno., op. 65 (1916-19); Sonata per a trompa, op. 70 (1918-25); 2 sonates per a cl. (núm. 1, op. 85, 1923; núm. 2, op. 86, 1923); Danses, pno., op. 163 (1937); Suite, c. angl., op. 185 (1942); Les chants de nectaire, fl., op. 200 (1944); 15 preludis, pno., op. 209 (1946)
La lampe du ciel, cor, orq. (1896; de Lisle); L’abbaye, part 1, S., A., cor, org., orq., op. 16 (1899-1903); La chute des étoiles, cor fem., pno., op. 40 (1905-09); L’abbaye, part 2, S., MS., A., T., Bar., B., triple cor, org., orq., op. 42 (1905-20; orquestració, 1913-20); Chant pour Thaelmann, cor, pno., op. 138 (1934); 10 cors religiosos en estil modal, op. 150 (1935)
Rondels, op. 1, 8 i 14 (1890-99); Les clairs de lune, T., A., op. 9 (1893); Poèmes d’automne, op. 13 (1894-99); 3 mélodies, op. 15 (1897-1900; de Lisle; orquestració, 1900); 5 chansons de Bilitis, op. 39 (1898-1908; P. Louÿs); 2 poèmes d’André Chénier, op. 23 (1900-02); 8 mélodies, op. 84 (1922-23; Klingsor); L’album de Lilian, op. 139 i 149 (1934); Shéhérazade, op. 56 (1916) i op. 84 (1923)
L’andalouse dans Barcelone, op. 134, per al film Croisières avec l’escadre (1933); Victoire de la vie, op. 167 (H. Cartier 1938)
Études sur les notes de passage, Eschig, París 1922; Précis des Règles du contrepoint, Heugel, París 1926; Traité de l’harmonie, Eschig, París 1927-30; Théorie de la musique, Heugel, París 1934; Traité de l’orchestration, Eschig, París 1954-59
Fauré, Plon, París 1927; Debussy, Laurens, París 1927
- Orledge, R.: Charles Koechlin (1867-1950). His life and works, Harwood Academic Publishers, Luxemburg 1995
- Renaudin, P.: L’oeuvre de Charles Koechlin, París 1978