1888 yılında İstanbul‘da doğdu.

Cumhuriyetin ilk dönem mimarlarından olan Koyunoğlu’nun en önemli yapıtları Ankara‘daki Etnografya Müzesi, bugün müze olarak kullanılan Türk Ocağı Binası, Bursa‘daki Tayyare Kültür Merkezi’dir.

1908-1914 yıllarında Sanayi-i Nefise Mektebi’nde eğitim gördü. Giulio Mongeri ve Alexandre Vallaury’nin öğrencisi oldu. İstanbul Beyoğlu’ndaki Saint Antoine Kilisesi’nin yapımında Mongeri ile birlikte çalıştı. I. Dünya Savaşı yıllarındaki askerliği döneminde Erzurum’da İttihat ve Terakki Kulübü Binası’nı inşa etti.

Askerlik sonrası döndüğü İstanbul işgal altındaydı ve mimarlık yapma olanağı yoktu. Bunun üzerine fotoğrafçılığa yöneldi. Foto muhabirliğinin yanı sıra Cağaloğlu’nda bir fotoğrafhane açtı.

İşgal güçlerinin baskısı üzerine 1922’de Ankara’ya kaçan Koyunoğlu, bir süre Şeriye ve Evkaf Vekaleti’nde mimar olarak çalıştıktan sonra kendi bürosunu açarak özel yapıların mimarlığını yaptı. İstanbul’daki İleri Gazetesi için foto muhabirliği yapmayı da sürdürdü.

Koyunoğlu’nın Ankara’daki en önemli yapıtları Etnografya Müzesi ve Türk Ocağı Binası’dır. Himaye-i Etfal Cemiyeti (Çocuk Esirgeme Kurumu) binası, Adliye Binası, Büyük Otel, Celal Bayar Evi, Mithat Alam evi (İsrail Büyükelçiliği ikemetgâhı), Hariciye Vekaleti (günümüzde Kültür Bakanlığı binası), Maarif Vekâleti binaları Ankara’daki yapıtlarındandır.

Açılan uluslararası yarışmada birincilik alması üzerine 1930-1934 yılları arasında Bursa’da Tayyare Cemiyeti Tiyatro ve Sineması’nı inşa eden Koyunoğlu, bu yapıyı tamamladıktan İstanbul’a yerleşti, eski yaptıların onarımı ve ev-apartman inşaatları ile uğraştı, dönemin ileri gelenlerinin evlerini yaptı.

1981 yılında kendisine Atatürk Sanat Armağanı verilen sanatçı 1982 yılında vefat etti.