Columbia College’dan (ABD) 1985 yılında BA derecesiyle mezun olmuştur. Bir sene Kofisa Trading’de çalışmıştır. 1989 yılında Columbia Business School’dan MBA derecesi almıştır. Ramerica Intl. Inc.’de çalıştıktan sonra, 1990 yılında Koç Topluluğu’na katılmıştır. Koç Holding’de Finansman Koordinatörlüğü, Enerji Grubu Başkan Yardımcılığı ve Başkanlığı gibi üst düzey görevlerde bulunmuştur. 2004 yılında Koç Holding Yönetim Kurulu Üyesi olmuş, Mayıs 2008’de Yönetim Kurulu Başkan Vekilliği görevini üstlenmiştir. Şubat 2016’dan bu yana Koç Holding Yönetim Kurulu Başkanı olarak görev yapmaktadır. Ömer M. Koç; TÜSİAD Yüksek İstişare Konseyi Başkan Yardımcısı, Türk Eğitim Vakfı Mütevelli Heyeti Başkanlığı, Geyre Vakfı Yönetim Kurulu Başkanlığı, Yapı Kredi Kültür Sanat Yayıncılık Yönetim Kurulu Başkanlığı, Tüpraş Yönetim Kurulu Başkanlığı, Tofaş Yönetim Kurulu Başkanlığı ve diğer bâzı Koç Topluluğu şirketlerinde Yönetim Kurulu Üyeliği görevlerini de yürütmektedir.

SPK Kurumsal Yönetim İlkeleri uyarınca icrada görevli olmayan Mehmet Ömer Koç bağımsız üye niteliğini haiz değildir. Koç Topluluğu hakim ortaklarından olan Mehmet Ömer Koç, son on yılda ve halen Topluluk şirketleri yönetim kurullarında görev almaktadır.