Heinrich Hermann Robert Koch wurde als drittes Kind von 13 Kindern des Bergrats Hermann Koch und Mathilde in Clausthal geboren. Ab 1862 studierte Koch Philologie und ab 1863 Medizin bei Jakob Henle in Göttingen. Das Studium schloss er 1866 mit der Promotion ab und wurde bereits im Januar 1866, noch vor der Ablegung des Staatsexames, zum Doktor der Medizin ernannt.
Weitere ärztliche Tätigkeiten folgten im Allgemeinen Krankenhaus in Hamburg, danach folgte bis 1868 an der Landesheil- und Pflegeanstalt (Nervenklinik), wie als Landarzt in Langenhagen. Er wechselte später als Landarzt nach Niemegk, sowieso später nach Rakwitz (Polen).
Als Freiwilligenarzt nahm er 1870/71 am Deutsch – Französischen Krieg teil. Nach seiner Rückkehr legte er 1872 das Physikatsexamen ab und im gleichen Jahr wurde er zum Kreisphysikus (Amtsarzt) des Kreises Bomst mit Praxis in Wollstein.
Er beschäftigte sich zunächst ausschließlich mit Milzbrand und 1876 veröffentlichte er seine Entdeckung der Sporen des Milzbranderregers.
Robert Koch war seit 1880 am Kaiserlichen Gesundheitsamt Berlin tätig und am 24. März 1882 veröffentlichte er die Entdeckung des Lungentuberkuloseerregers in seinem berühmt gewordenen Vortrag über „Aetiologie der Tuberkulose“.
1883 reiste Koch nach Ägypten und Indien, wo er 1884 den Choleraerreger in einem Hospital von Alexandria wiederfand. Am neues Institut für Hygiene in Berlin wurde er 1891 Direktor und im gleichen Jahr wurde er auch zum Professor für Hygiene benannt. Außerdem lehrte Koch auch an der Kaiserlich – Preußischen Militärärztlichen Akademie über Mikrobiologie, welches es formell noch nicht gab. Er war führendes Mitglied der Veterinärmedizinischen Abteilung und neben Ernst von Bergmann in der ständigen Prüfungskommission im Rang eines preußischen Generals à la suite. Koch befasste sich zu der Zeit mit Fragen der staatlichen Gesundheitsvorsorge und Hygiene und er regte die Stadt Berlin mit Neuerungen wie zum Beispiel ein Kanalsystem für Abwässer an.
Auf dem 10. Internationalen Medizinischen Kongress in Berlin im Jahr 1890 stellte Koch das Tuberkulin vor, einen aus Tuberkelbakterien gewonnenen Impfstoff gegen „Schwindsucht“. Das Tuberkulin hielt nicht die versprochenen Erwartungen und Langzeitheilungen traten nicht ein. So wurde aus dem Erfolg Robert Kochs ein Misserfolg.
Nach diesem Misserfolg zog Koch sich zurück, er bat um die Entlassung vom Hygiene – Institut so wie der Universität und forderte das Kultusministerium auf, für ihn ein eigenes Labor zu errichten, in welchem er sich weiterhin mit der Erforschung und Entwicklung des Tuberkulins beschäftigen konnte und1891 wechselte Koch in sein eigenes eingerichtetes Institut. Am Preußischen Institut für Infektionskrankheiten arbeiteten und lernten auch Paul Ehrlich und Emil Adolf Behring, mit dessen Namen entscheidende Fortschritte beim Kampf gegen Diphtherie und Syphilis verbunden sind.
Die Meister Lucius & Brüning AG übernahm die Produktion von Tuberkulin, Max Beck übernahm diese.
1893 heiratete Robert Koch seine zweite Frau Hedwig, die 30 Jahre jünger war. Da Hediwg Koch ausgezeichnet Englisch sprach, begleitete sie Koch bei seinen weiteren Forschungsreisen ins Ausland, was ihm sehr hilfreich war.
Drei Jahre danach reisten Robert und Hedwig Koch nach Bulawayo. Dort wurde von den Engländern viel Landwirtschaft und vor allem Rinderhaltung betrieben. Die importierten Tiere aus Europa erkrankten an verschiedenen Krankheiten wie Rinderpest und MKS.
Beim Einstieg in das Arbeitsgebiet der Tropenmedizin war es Koch eine ideale Hilfe, dass die Kolonialabteilung des Auswärtigen Amtes den afrikaerfahrenen Arzt Dr. Paul Kohlstock zur Begleitungs Kochs schickte. Kohlstock hatte Erfahrungen in Tropenmedizin gesammelt, da er als Truppenarzt der sogenannten Schutztruppe in Bagamoyo, in der Kolonie Deutsch – Ostafrika gedient hatte.
Nach einer Nachricht, dass in Indien eine Pestepidemie ausgeborchen sei und eine deutsche Pestkommision bereits unterwegs dorthin sei, brachen die Kochs ebenfalls auf und erreichten am 1. Mai 1897 Bombay.
Aus Deutsch – Ostafrika kam einige Wochen später die Nachricht, dass dort ebenfalls die Pest ausgebrochen sei und Robert und Hedwig Koch reisten zurück nach Afrika. Sie wurden vom Oberarzt der Kolonie Dr. Alexander Becker und dem Chef der Abteilung Ladeskultur und Vermessung, RR Dr. Franz Stuhlmann erwartet. Da die Einigung, dass der Bezirksarzt Pestproben einsammeln und Koch bringen soll, mehrere Monate Wartezeit bedeutete, begann Koch mit den Forschungen zur Malaria und zum Schwarzwasser – Fieber. Diese sollten später für seine Malaria – Expedition 1898/99 nach Italien, Java und Neuguinea als Ausgangspunkt dienen.
In Kochs Abwesenheit von Berlin wurde 1897 der Grundstein zu Kochs neuem Institut in Berlin gelegt und im Mai 1898 war Koch wieder in Berlin. Im Jahr 1905 reiste Koch im Ruhestand wieder nach Deutsch – Ostafrika. In Amani befasste Koch sich mit der Erforschung von Trypanosomen, den Erregern der afrikanischen Schlafkrankheit, allerdings waren nicht nur die Tsetse – Fliegen für ihn interessant, denn er baute auch eine Zucht von Zecken, die das sogenannte Rückfallfieber übertragen, auf.
Für seine Arbeit über Tuberkulose wurde Robert Koch am 12. Dezember 1905 der Nobelpreis für Medizin überreicht.
Schon vor seinem Tod litt Koch an der Krankheit Arteriosklerose der Herzkranzgefäße (Herzenge). Ernsthaft erkrankte Koch im Frühjahr 1910 und er klagte über Scherzen in der linken Brustseite und Atemnot.
In Baden – Baden bezog er am 23. Mai 1910 ein Sanatorium und sein Zustand verbesserte sich zunächst. Am 27. Mai 1910 fand der Arzt Robert Koch tot in seinem Zimmer. Kochs Leiche wurde im kurz zur vor erbauten Krematorium eingeäschert und in sein Institut nach Berlin gebracht, wo die Urne hinter einer Gedenkplatte aufgestellt wurde.
In Dar es Salaam erinnert heute noch eine bronzene Gedenktafel an die Forschungen von Robert Koch und seinem Schüler Friedrich Karl Kleine, welche einen erheblichen Anteil am Auf- und Ausbau der tropenmedizinischen Forschung hatten.