Teun Koolhaas werd geboren in Singapore, waar zijn vader Rem Koolhaas werkzaam was als scheepsbouwingenieur. Nadat Zuidoost-Azië door Japan was bezet, werden Teun en zijn moeder opgesloten in het interneringskamp Tjideng in Batavia (het huidige Jakarta). Na het einde van de Japanse bezetting van het toenmalige Nederlands-Indië werden zij weer met vader Rem herenigd en verhuisde het gezin naar Hongkong.
In 1955 keerde Koolhaas naar Nederland terug om zijn middelbare schoolopleiding te voltooien. Vervolgens ging hij bouwkunde studeren aan de Technische Hogeschool van Delft. Na zijn afstuderen in 1967 zette Koolhaas zijn studie voort aan de Harvard University en het MIT in de Verenigde Staten. Aan Harvard behaalde hij een graad in de stedenbouwkunde.
In 1969 keerde Koolhaas terug naar Nederland, waar hij ging werken voor het architectenbureau Environmental Design NV. In 1972 trad Koolhaas in dienst van de Rijksdienst voor de IJsselmeerpolders (RIJP), die tot taak had de IJsselmeerpolders in te richten. Begin jaren zeventig moest de RIJP een structuurplan maken voor de nieuwe stad Almere. De directeur van de RIJP, Will Marie Otto, besloot een team van architecten, stedenbouwkundigen, sociologen, verkeersplanologen en landschapsarchitecten samen te stellen, het Projektburo Almere. Koolhaas speelde in dit Projektburo een belangrijke rol. Hij had de supervisie over het stedenbouwkundig ontwerp van Almere. Verder bedacht hij het Weerwater, het grote stadsmeer van Almere.
Na de opheffing van het Projektburo Almere in 1981 stapte Koolhaas over naar de reguliere organisatie van de RIJP. Hij was onder meer betrokken bij het ontwerp van Zeewolde. Verder maakte hij ontwerpen voor de Markerwaard, die er overigens nooit is gekomen.
Midden jaren tachtig begon Koolhaas voor zichzelf en richtte hij Ontwerpbureau Ir. Teun Koolhaas Associates (TKA) op. TKA maakte onder meer het masterplan Kop van Zuid in Rotterdam.
In 2003 vertrok Koolhaas bij TKA. Als zelfstandig bouwkundige maakte hij in opdracht van de gemeenten Almere en Amsterdam ontwerpen voor het nieuwe stadsdeel Almere Pampus.
Batavialand in Lelystad beheert een aantal collecties van en over Koolhaas, onder meer een deel van zijn correspondentie. Een inventaris van dit archief vindt u hieronder.