Fatih Koyunoğlu 1979’da İstanbul’da doğdu. İlkokulu Medeni Berk İlkokulu’nda, liseyi Ataköy Lisesi’nde okudu. Ailesi ilk önceleri oyuncu olmasına pek sıcak bakmadığı için ilk önce 1997’de Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi’nde İktisat okudu. 5 sene boyunca devam etti ancak aklı hep oyunculuktaydı ve eğitimi süresince sürekli olarak tiyatro oyunlarında oyunculuk yaptı. Sonrasında ailesini ikna etti ve bölümünü bırakıp 23 yaşında konservatuvara başladı.

Yıldız Kenter’in öğrencisi oldu ve 2005’te İstanbul Üniversitesi Devlet Konservatuarı Tiyatro Bölümünden mezun oldu.

1998’de Bahçelievler Belediye Tiyatrosu’nda “Çanakkale Geçilmez Destanı” ile tiyatroya ilk adımını attı ve o günden beri tiyatro vazgeçilmezi oldu.

2003-2007 yılları arasında Bakırköy Belediye Tiyatroları’nda çok sayıda oyunda sahne aldı. 2007’de arkadaşları ile birlikte Tiyatro Adam isimli tiyatro grubunu kurdu.

Kariyeri boyunca bir çok tiyatro oyununda da yönetmenlik yaptı. İlk kamera önü oyunculuğu deneyimini 2004’te Şeytan Ayrıntıda Gizlidir dizisi ile yaşadı.Sonrasında Elveda Rumeli, Beni Böyle Sev, Yeter gibi bir çok önemli dizinin kadrosunda yer aldı. Özellikle İstanbullu Gelin dizisinde canlandırdığı Akif rolü ile büyük kitleler tarafından tanınmaya başladı.

İlk sinema filmi deneyimini ise 2005 yılında 2 Süper Film Birden filmi ile yaşadı. Sonrasında Plajda, Zaman Makinesi1973, Kanunsuzlar, Yaşamak Güzel Şey gibi bir çok sinema filminde oynadı.
2018 yılında Üstün Akmen Tiyatro Ödülleri’nde Yılın Yardımcı Rolde Erkek Oyuncusu seçilen oyuncu TV8 ekranlarında yayınlanan Doğduğun Ev Kaderindir dizisinde Nuh karakterine hayat verdi. 2022 yılında Star TV’de yayınlanmaya başlayan Çöp Adam dizisinde rol aldı.