Otrzymał tytuł Bachelor of Science (B.S.) w dziedzinie General Engineering w 1957 roku, tytuł magistra inżyniera (Nuclear Engineering) w 1958 roku i drugi tytuł magistra inżyniera z inżynierii chemicznej w 1960 r. Po studiach Koch podjął pracę w Arthur D. Little, Inc. W 1961 r. wrócił do Wichita, by dołączyć do firmy ojca, Rock Island Oil & Refining Company. W 1967 r. został prezesem tej spółki, która wtedy była średniej wielkości firmą naftową. W tym samym roku przemianował firmę na Koch Industries, na cześć swojego ojca. W 2006 r. firma Koch Industries wygenerowała 90 miliardów dolarów przychodu, co stanowi wzrost o 2000 razy, i odpowiada rocznej stopę zwrotu na poziomie 18%. Według stanu na 2014 r. Koch miał wartość około 41,3 miliarda USD (w 2013 r. 36 miliardów USD) według listy 400 Forbesa. Według relacji biograficznych, Koch rutynowo pracował po 12 godzin w biurze (a następnie w domu), oraz w weekendy. Dyrektorów w Koch Industries również spodziewał się widzieć w pracy w weekendy. Zdarzało się nawet, że Koch zwoływał spotkania w sobotnie wieczory. Koch jest dyrektorem Entrust Financial Corp. od 1982 r. i dyrektorem Koch Industries Inc. od 1982 r. Jest dyrektorem firmy Invista, zajmującej się żywicą i włóknami oraz dyrektorem Georgia-Pacific LLC, producenta produktów papierniczych i celulozowych.