Né le 7 octobre 1936 à Lausanne, Charles Dutoit étudie le violon dès l'âge de 13 ans. De 1951 à 1956, il suit des cours au Conservatoire de Lausanne, puis entre au Conservatoire de Genève afin d'y apprendre l'instrumentation, la direction d'orchestre et l'alto. Ernest Ansermet lui permet d'assister aux répétitions de l'Orchestre de la Suisse romande (OSR). Par la suite, Charles Dutoit complète sa formation musicale à Sienne avec Alceo Galliera et à Tanglewood (Massachusetts) avec Charles Münch. Il est également marqué par la personnalité d'Herbert von Karajan au Festival de Lucerne.

En 1958, Charles Dutoit obtient son diplôme de chef d'orchestre à la tête de l'OSR. Il est nommé chef du chœur de l'Université de Lausanne en 1959, de l'Orchestre symphonique de Lausanne en 1960, du Chœur Bach en 1963. Depuis 1959, il dirige très fréquemment l'Orchestre de chambre de Lausanne (OCL) et l'OSR tant en public qu'à la radio. De 1964 à 1966, il est le chef de l'Orchestre de la radio de Zurich. Toujours en 1964, il est invité à Vienne par Karajan afin de diriger au Staatsoper la première représentation du ballet El sombrero de tres picos de Manuel de Falla. Cette même année, il est nommé chef adjoint, et en 1967, il succède à Paul Klecki comme directeur musical de l’Orchestre symphonique de Berne qu’il dirige jusqu’en 1977. De 1973 à 1975, il dirige l’Orchestre national du Mexique et de 1975 à 1978, celui de Göteborg. Le 12 septembre 1977, il est nommé directeur artistique de l'Orchestre symphonique de Montréal (OSM), poste qu'il occupe pendant 25 ans, soit jusqu’en 2002. Sous sa baguette, cet orchestre est devenu, selon l’opinion de la critique musicale, l’un des meilleurs ensembles du monde. Avec l’OSM, Charles Dutoit fait de nombreuses tournées à l’étranger ainsi que des enregistrements sur disques dont beaucoup ont eu des prix internationaux. De 1983 à 1986, il est premier chef invité du Minnesota Orchestra. En 1984, il débute au Royal Opera House à Londres et en 1987, au Metropolitan Opera à New York. En 1990, il est nommé chef de l’Orchestre de Paris et de 1991 à 2001, il est également chef de l’Orchestre national de France. En 1996, il est nommé chef et en 1998, directeur musical de l'Orchestre symphonique de la NHK Tokyo (Compagnie de diffusion du Japon), avec lequel il fait des tournées en Europe, aux États-Unis, en Chine et en Asie du Sud-est. En février 2007, Charles Dutoit est nommé à la tête de l'Orchestre de Philadelphie, pour un contrat de quatre ans débutant en 2008. En 2012, l'orchestre lui octroie le titre de "Chef Lauréat".
Charles Dutoit s'est spécialisé dans la musique française et la musique classique du XXe siècle. Il a toujours essayé d’attirer un large public par des abonnements et des programmes qui sortent des sentiers battus. C’est ainsi qu’il a fait jouer L’Histoire du soldat dans des parcs et sur des places de Montréal, la neuvième de Beethoven dans une halle de hockey sur glace, et qu’il a initié un festival dans l’église Notre-Dame, qui est connu sous le nom de Mozart plus.
Charles Dutoit a été l'époux de la pianiste Martha Argerich entre 1969 à 1973. Les deux artistes poursuivent leur fructueuse collaboration musicale encore aujourd'hui.

Comme Charles Dutoit aime particulièrement la collaboration avec des orchestres de jeunes, il travaille souvent avec l’Orchestra of the Curtis Institute à Philadelphia, le Juilliard Orchestra à New York, le Civic Orchestra à Chicago et l’Orchestre de l’UBS Verbier Festival en Suisse. De 2000 à 2002, il est directeur du Sapporo Pacific Music Festival au Japon. Depuis 2009, Charles Dutoit est directeur artistique et chef d'orchestre principal au Royal Philharmonic Orchestra à Londres. Parallèlement, il occupe également les postes de chef et directeur du Miyazaki International Music Festival au Japon et de la Canton International Summer Music Academy (CISMA) en Chine. En 2016, l'Association Plans-fixes lui consacre une vidéo.

En décembre 2022, Charles Dutoit se voit décerner à la Fenice de Venise le Prix Una vita nella musica.

sites mentionnés ; 24heures, 13/04/2002 p. 31 ; Dictionnaire des musiciens suisses, Zurich, Atlantis Verlag, 1964, p. 101; Matthieu Chenal, 24 Heures 2007/02/16 p. 14; Revue musicale de Suisse romande, n° 3, septembre 2007, p. 4 - 17; Charles Dutoit, Musique du monde, Entretiens avec Jean Pierre Pastori, Lausanne, La bibliothèque des arts, 2007; Georges Nicholson, Charles Dutoit, le maître de l'orchestre, Lausanne, Pierre-Marcel Favre, 1986; Scènes magazine, n° 70, septembre 1993, p. 6-7; Scènes magazine, n° 56, mars 1992, p. 17 [BCULMU06/MU/bru/2007/03/màjSUK/2022/03]
Interview de Charles Dutoit, chef d'orchestre, à l'occasion de sa venue à Genève pour diriger l'Orchestre de la Suisse romandeDate: 23.11.2004Int./Part.: Dutoit, Charles; Barrelet, AlexandreEmission : Dare-DareMinutage: 0:26:15
Entretien avec Charles Dutoit, chef d'orchestre suisseDate: 13.06.1978Int./Part.: Dutoit, Charles; Perrin, PierreMinutage: 0:07:55
Entretien avec Charles Dutoit, chef d'orchestre : Le choix de sa carrièreDate: 01.06.1970Int./Part.: Dutoit, Charles; Jaton, HenriMinutage: 0:06:24