Ông sinh ra tại Hà Nội trong một gia đình có truyền thống âm nhạc, từ nhỏ đã được học nhạc do thân phụ là nhạc sĩ Đỗ Nhuận truyền dạy.
Vào trường nhạc hệ Sơ cấp Piano từ năm 8 tuổi dưới sự hướng dẫn của nhà sư phạm âm nhạc Thái Thị Liên. Tốt nghiệp Trung cấp Piano và Sáng tác, ông lại tiếp tục học hệ Đại học tại Nhạc viện Tchaikovsky (Moscou, Liên Xô cũ) từ năm 1976 đến năm 1981. Ông tốt nghiệp bằng đỏ với tác phẩm Rhapsodie Việt Nam, là một trong không nhiều nhạc sĩ Việt Nam được đề nghị chuyển thẳng lên hệ nghiên cứu sinh. Trong thời gian này, ông đã hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh về sáng tác, đồng thời theo học lớp Chỉ huy dàn nhạc giao hưởng.
Về nước năm 1986, ông bắt đầu những hoạt động âm nhạc trong nước. Vừa giảng dạy tại Nhạc viện Hà Nội, vừa sáng tác và dàn dựng chỉ huy nhiều chương trình hoà nhạc lớn. Trong những năm qua, ông được biết đến là một nhạc sĩ chuyên viết các tác phẩm khí nhạc, nhạc phim, nhạc sân khấu.... có thể kể tới: Ballet Hồng hoang, Nocturne Tiếng vọng, Trio cho ba flute và gần đây là Toccata cho piano, Concerto cho violon và dàn nhạc, Variations cho piano, Bốn bức tranh cho Oboe, bộ gõ và piano, Tứ tấu đàn dây, Ngũ hành cho bộ gõ, Fantasy - Symphonic "Mở đất"...
Trong lĩnh vực thanh nhạc: ông là tác giả âm nhạc hai kịch hát mới. Đó là câu chuyện tình (dựa theo tiểu thuyết "Love Story"; 1989) và Nàng Xa-mi (1991).. và đã xuất bản Album audio tác giả Chiếc lá đầu tiên (1996). Ông là tác giả bài ASEAN ca Việt Nam. Giải thưởng: Giải thưởng Hội Nhạc sĩ Việt Nam: 1993, 1994, 1995, giải thưởng âm nhạc Liên hoan phim toàn quốc: 1986, 1990, 1993, 1995, 2000, 2004. Đặc biệt, ca khúc "Dưới mái nhà chung màu xanh" của nhạc sĩ Đỗ Hồng Quân đã được Tổ chức môi trường Liên hợp quốc UNEP trao tặng Giải Nhất về đề tài bảo vệ môi trường nhân năm Quốc tế bảo vệ môi trường - 2002.
Bên cạnh chuyên môn sáng tác âm nhạc, nhạc sĩ Đỗ Hồng Quân còn tham gia nhiều cương vị trong công tác quản lý như: Trưởng Phòng nghệ thuật Nhà hát Nhạc Vũ kịch Việt Nam, Phó Giám đốc Nhà hát tuổi trẻ, Phó Chủ nhiệm khoa Lý luận - Sáng tác - Chỉ huy nhạc viện Hà Nội, Trưởng Ban âm nhạc Đài Tiếng nói Việt Nam (2000 - 2005), là uỷ viên BCH Hội nhạc sĩ Việt Nam khoá V, Phó Tổng thư ký Hội NSVN khoá VI. Hiện nay, ông là Chủ tịch Hội NSVN và là đại biểu Quốc hội khoá XI.