Rođen je 14. marta 1908, u Beogradu. Kao dijete, kratko vrijeme je živio u Švicarskoj. Gimnaziju je završio u Beogradu, a zatim je otišao na odsluženje vojnog roka. Filozofiju je studirao na Sorboni, a apsolvirao na Filozofskom fakultetu u Parizu, 1932, godine. Od tada pa do rata 1941. bavio se publicistikom i književnošću. Od rane mladosti usvojio je marksistički pogled na svijet, i opredijelio se za radnički pokret. To se ogleda u njegovim publicističko-književnim radovima, objavljenim u naprednim listovima i časopisima tog vremena. Godine 1933. primljen je u Komunističku partiju Jugoslavije, posle čega je još intenzivnije nastavio revolucionarnu djelatnost, zbog koje je bio izložen progonima policije, a više puta je i hapšen.

Od jula 1937. godine borio se u španskom nacionalno-oslobodilačkom (građanskom) ratu, prvo kao borac, zatim kao načelnik štaba, pa komandant artiljerijskog diviziona, kada je dobio čin poručnika Španske republikanske armije. Oko dvije godine učestvovao je u svim borbama artiljerijskih jedinica internacionalnih brigada, na svim bojištima republikanske Španije, do njene posljednje bitke.

Posle sloma Republikanske armije Španije, Koča Popović, zajedno s ostalim borcima internacionalnih brigada, prelazi u Francusku, Zbog učešća u španskom građanskom ratu, interniran je, i mart i april 1939. provodi u koncentracionom logoru Sen Siprijen. Izvjesno vrijeme radio je u Komitetu za španske borce u Parizu. Septembra 1939, preko partijskih veza, iz Francuske se vratio u Jugoslaviju, gdje je nastavio revolucionarnu aktivnost, izvršavajući zadatke koje mu je postavljala Komunistička partija Jugoslavije. U toku 1940. bio je i član PK KPJ za Srbiju do novog hapšenja (oktobra iste godine). Oružanu borbu protiv fašizma, početku u Španiji, nastavlja u Jugoslaviji od prvog dana oružanog ustanka, jula 1941. godine.

Od samog početka ustanka, nalazi se na rukovodećim i komandnim dužnostima. Prvo kao komandant Kosmajskog, a kasnije Posavskog odreda. Pod njegovom komandom, ovi odredi vodili su brojne bitke i izvojevali mnoge pobjede u ljeto i jesen 1941. S dužnosti komandanta Posavskog odreda postavljen je za komandanta grupe odreda u Šumadiji i zapadnoj Srbiji. Novembra 1941, u vrijeme Prve neprijateljske ofanzive, komandirao je zaštitnicom koja je osiguravala povlačenje Vrhovnog štaba i glavnine partizanskih snaga iz Srbije za Sandžak. Prilikom formiranja 1. proleterske brigade, prve regularne jedinice NOV i POJ, u Rudom, 21. decembra 1941, Koča je postavljen za njenog prvog komandanta. Pod njegovom komandom, brigada je vodila borbe u istočnoj Bosni, izvršila čuveni Igmanski marš i pohodu Bosansku krajinu. Pobjede 1. proleterske brigade, rasadnika bratstva i jedinstva i začetka buduće regularne armije, vezane su za njenog prvog, vještog i sposobnog komandanta i španskog borca Koču Popovića.

Prvog novembra 1942, Koča je postavljen za prvog komandanta 1. proleterske divizije, i na toj dužnosti je ostao do 5. oktobra 1941. Divizija se naročito istakla u IV neprijateljskoj

ofanzivi u borbama na Ivan-planini; protuudaru Glavne operativne grupe kod Gornjeg Vakufa, i u zaštitnici Glavne operativne grupe i Centralne bolnice, zatvarajući pravce: Bugojno—Prozor i Kupres—Šujica—Prozor. U V neprijateljskoj ofanzivi, 9. i 10. juna 1943, 1. proleterska divizija probila je obruč 369. ne mačke divizije kod Balinovca; 12. juna na komunikaciji Foča—Kalinovik, i 17. juna Prača—Renovica, čime je otvorila put operativnoj grupi divizija NOVJ na Sutjesci.

Petog oktobra 1943. Koča Popović je postavljen za prvog komandanta 1. proleterskog korpusa NOVJ, i na toj dužnosti ostao do kraja jula 1944. Za to vrijeme, Korpus se naročito istakao u borbi protiv Njemačkog 15. brdskog armijskog korpusa u centralnoj Bosni, u prvoj banjalučkoj operaciji, drvarskoj operaciji i drugim brojnim bitkama.

Jula 1944. Koča Popović je postavljen za komandanta glavnog štaba NOV i POJ za Srbiju. To je bilo u vrijeme kada se težište borbenih operacija NOVJ i svih drugih zaraćenih strana prenosilo na Srbiju, pred odlučujuću bitku za njeno oslobođenje.

Izvjesno vrijeme bio je komandant Južne grupe divizija, a januara 1945. godine postavljen je za komandanta 2. armije, koja se istakla u završnim operacijama za oslobođenje Jugoslavije, svojim radom na pravcu: Užice—Sarajevo—Banja Luka—Karlovac—Zagreb.Od oslobođenja zemlje do 1953. Koča Popović je bio načelnik Generalštaba Jugoslovenske narodne armije, s činom general-pukovnika JNA.

U vrijeme narodnooslobodilačkog rata, komandirao je najelitnijim jedinicama NOVJ, i pripada plejadi proslavljenih i popularnih komandanata i generala nove oslobodilačke revolucionarne armije. O podvizima jedinica koje su se borile pod njegovom komandom narod i vojnici ispjevali su mnoge pjesme.

U vrijeme NOR, i posle njega, uvijek je bio član najviših političkih predstavništava nove Jugoslavije. Bio je član AVNOJ-a od Prvog zasjedanja (1942. godine), a predsjedništva AVNOJ-a od Drugog zasjedanja, 1943. godine. Bio je poslanik Ustavotvorne skupštine Demokratske Federativne Jugoslavije i poslanik Privremene narodne skupštine Jugoslavije. Od 1945. godine neprekidno je biran za narodnog poslanika Savezne narodne skupštine i Narodne skupštine Srbije.

Od januara 1953. do 1965. godine bio je član Saveznog izvršnog veća i državni sekretar za inostrane poslove. Kao sekretar za inostrane poslove, učestvovao je u svim pregovorima naše zemlje s mnogim zemljama svijeta. Koča Popović je učestvovao, kao šef jugoslovenski h delegacija, na zasjedanjima Generalne skupštine Organizacije ujedinjenih nacija. Svojom zapaženom aktivnošću u UN, i zalaganjem za principe aktivne i miroljubive koegzistencije, mnogo je doprinio povećanju ugleda i afirmaciji Jugoslavije u svijetu. Godine 1966. i 1967, bio je potpredsjednik Republike. Za člana CK SKJ biran je na VI, VII i VIII kongresu, a član Predsjedništva CK SKJ postao je oktobra 1966. godine. Bio je član prvog CK KP Srbije, a na Devetom kongresu izabran je za Člana stalnog dijela konferencije SKJ. Član je Saveznog odbora Saveza udruženja boraca NOR Jugoslavije.

Nosilac je Partizanske spomenice 1941, Ordena slobode i drugih visokih domaćih i stranih odlikovanja.

Narodnim herojem proglašen je 27. novembra 1953. godine.