1937년 충남 아산 출생으로 중앙대 법대를 중퇴했다. 서울 종로 2가에 있던 음악감상실 '디쉐네' DJ로 활동하다 1964년 라디오 PD로 MBC에 입사했다.
임국희(79) 아나운서가 진행한 '한밤의 음악편지'로 PD 경력을 시작했다. 당시 'DJ 1호' 최동욱(77)이 진행하던 동아방송의 '탑튠 쇼'가 인기를 끌자, MBC에서는 DJ 재능도 뛰어난 이종환을 앞세운 '탑튠 퍼레이드'로 대응했다. 이종환은 PD와 DJ를 겸하며 이름을 알리기 시작했다.
1970년대 '별이 빛나는 밤에', 1980년대 '이종환의 밤의 디스크 쇼' 등의 DJ로 활약하며 인기를 누렸다.
특히 1990년대 진행한 '이종환·최유라의 지금은 라디오 시대'는 10여 년 이상 타의 추종을 허락하지 않는 최고의 청취율을 자랑했다. 이 프로그램은 '조영남, 최유라의 지금은 라디오 시대'로 이름을 바꿔 현재까지 방송을 이어오고 있다.
1996년에는 20년간 MBC 라디오를 진행한 DJ에게 주는 골든마우스 상을 처음으로 받기도 했다.
그러나 2003년 7월 MBC FM4U '이종환의 음악살롱'의 DJ 당시 음주 방송으로 물의를 빚고 퇴출당하는 등 수모를 겪기도 했다. 같은 해 10월 SBS 러브FM의 '이종환의 낭만시대'로 복귀하려고 했으나 SBS 노조와 네티즌의 반발로 무산됐다.
2005년 TBS 교통방송 '이종환의 마이웨이'를 통해 DJ 자리로 복귀했다. 그러나 2011년 가을께부터 폐암 투병을 하면서 마이크를 내려놓았다.
1970~80년대 한국 통기타 음악의 산실이던 명동 음악다방 '쉘부르'를 운영, 송창식·윤형주·김세환 등을 배출, '포크 음악의 대부'로도 통했다. 지난달 11일 서울 용산 전쟁기념관 평화의광장에서는 이종환의 방송 50주년을 기념도 겸하는 공연 '쉘부르 40주년 기념 콘서트'를 열기도 했다.
건강은 조금씩 호전된 것으로 알려졌으나 최근 퇴원, 서울 하계동 자택에서 지내다 이날 오전 1시께 잠을 자던 중 결국 숨졌다.
빈소는 서울 연건동 서울대병원 장례식장 2호실에 차려질 예정이다. 발인은 다음달 1일 오전6시30분.