Christoph Marthaler est né en 1951 à Erlenbach, sur les berges du lac de Zurich. Musicien de formation (hautbois, flûte à bec, divers instruments anciens du XIVe au XVIIIe siècle), il intègre un orchestre comme hautboïste.

Ses premiers contacts avec le monde du théâtre se font par la musique : dix ans durant, Marthaler compose des musiques pour des metteurs en scène, à Hambourg, Munich, Zurich et Bonn.

Il passe deux années dans le Paris effervescent de l’après-mai 68. C’est là qu’il se rapproche du théâtre et qu’il suit l’enseignement de Jacques Lecoq.

À la fin des années soixante-dix il monte, au Neumarkt de Zurich, son premier "spectacle musical". Mais ce
n’est qu’en 1980 qu’il réalise son premier grand projet Indeed, un spectacle pour comédiens et musiciens. En marge de la célèbre exposition de Zurich "Der Hang zum Gesamtkunstwerk" (le penchant vers l’œuvre d’art globale) de Harald Szeemann, Marthaler monte une soirée Satie Blanc et immobile pour deux pianos, une chanteuse et quatre comédiens.

En 1988, il s’établit à Bâle. La même année, dans la gare bâloise Badischer Bahnhof, il réalise un projet sur le
cinquantième anniversaire de la Nuit de cristal.

En 2000, Marthaler dirige le Schauspielhaus de Zurich avec la dramaturge Stefanie Carp où il met notamment en scène Was ihr wollt (La Nuit des rois) Shakespeare, Die schöne Müllerin (La Belle Meunière) de Schubert, les projets :  Hotel Angst (Hôtel peur), In den Alpen (Aux alpes) de Jelinek Puis il participe à une coproduction avec les Kammerspiele de Munich, et enfin, il met en scène  Dantons Tod (La Mort de Danton) de Büchner.

Il continue à travailler à la Volksbühne où il réalise Die zehn Gebote (Les Dix Commandements) d’après Viviani et Lieber nicht (Plutôt pas) d’après le roman Bartleby de Melville.

En juin 2004, il doit quitter la direction du Schauspielhaus Zurich et travaille à nouveau comme metteur en
scène libre.

Il 2009, il est programmé au Festival In d'avignon avec un spectacle qu'il met en scène pour l'occasion : Butzbach-le-gros, une colonie durable (RiesenButzbach, eine dauerkolonie).