Koch ist der Sohn des Juristen Hans-Reinhard Koch und seiner Ehefrau Christa-Maria geb. Dintelmann. Nach dem Besuch des Bonner Beethoven-Gymnasiums begann er 1960 mit dem Medizinstudium an der Universität Mainz, wo er beim Corps seines Vaters und seiner Großväter, Hassia-Gießen zu Mainz,[1] aktiv wurde. 1961 wechselte er an die Universität Bonn und wurde dort beim Corps Rhenania aktiv.[2] Nach weiterem Studium in München und wieder in Bonn legte er 1966 sein Staatsexamen ab und wurde im gleichen Jahr zum Dr. med. promoviert.[3] Seine klinische Ausbildung erhielt er in Bonn am Klinischen Institut für Experimentelle Ophthalmologie[4] und an der Universitätsaugenklinik.[5] Hier habilitierte er sich im Jahr 1979 für Augenheilkunde und experimentelle Ophthalmologie.[6] Seine klinischen Lehrer waren Hans Karl Müller, Erich Weigelin und Michael Ulrich Dardenne, sein experimenteller Lehrer war Otto Hockwin. Koch wurde 1979 zum apl. Professor und 1983 zum Professor H2 ernannt. 1978 erhielt er ein Heisenbergstipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft. 1982 wechselte er zu Dardenne in die Abteilung für Mikrochirurgie des Auges, wo er bis 1989 als Oberarzt tätig war. Anschließend gründete er mit Dardenne und Peter Brauweiler eine private Augenklinik, die Klinik Dardenne[7] in Bonn. Nach Dardennes Tod gründete er 2004 – zusammen mit Brauweiler und Türkdamar – eine zweite private Augenklinik, die Bonner Hochkreuzklinik.[8] Am 1. März 2018 trat er in den Ruhestand.

Seit 2013 betreibt Koch einen Verlag, den D. & L. Koch Verlag[9] in Bonn, und widmet sich dort vor allem medizin- und studentenhistorischen Werken. Koch ist verheiratet und hat zwei Söhne und zwei Töchter. Einer der Söhne ist ebenfalls Augenarzt.

Koch war in den ersten zehn Jahren seiner beruflichen Tätigkeit vorwiegend wissenschaftlich tätig und arbeitete vor allem auf den Gebieten der Physiologischen Optik,[10] der Genetik,[11] Biochemie,[12] und Toxikologie[13] des Auges, der Biostatistik,[14] sowie bildgebender Verfahren am Auge[15]. Ab 1989 beschäftigte Koch sich vorwiegend mit den Problemen der Mikrochirurgie des vorderen Augenabschnittes. Er war einer der ersten deutschen Spezialisten der Phakoemulsifikation des grauen Stars. Er entwickelte verschiedene Intarokularlinsentypen,[16] zahlreiche Operationsinstrumente für die Augenchirurgie, Techniken und Komplikationsmanagemnent der Katarakt- und Irischirurgie und – zusammen mit Karlheinz Schmidt – eine Irisprothese, das erste flexible und natürlich aussehende Implantat zum Ersatz der fehlenden oder verletzten Iris.[17]

Koch ist häufig zu Vorträgen und Operationsdemonstrationen auf allen Kontinenten eingeladen worden. Er hat über 100 wissenschaftliche Arbeiten, zehn Bücher und zahlreiche Lehrfilme veröffentlicht, über 100 Dissertationen betreut und über 1000 Vorträge gehalten. Zwei seiner Schüler haben Lehrstühle für Augenheilkunde: Thomas Kohnen[18] und Hiroko Miyajima.[19] Kochs besonderes Interesse gilt auch der Medizingeschichte, insbesondere der Geschichte der Augenheilkunde. Auch hierzu hat er zahlreiche Publikationen vorgelegt.[20