Фиридун-бек Кочарлинский родился в 1863 году в городе Шуше Бакинской губернии. Он был единственным ребёнком в семье. После окончания местной русско-мусульманской школы, он поступил в Закавказскую учительскую семинарию в Гори. Получив диплом в 1885 году, он приступил к преподавательской деятельности в качестве учителя богословия и азербайджанского языка в Эриванской русско-мусульманской школе. В 1895 году он был приглашён на работу в учительскую семинарию в Гори.
Кочарлинский был одним из первых азербайджанских учёных, поднявших вопрос о стандартизации литературного азербайджанского языка. В 1895 году Кочарлинский опубликовал свою первую статью — «Татарские комедии», в 1904 — «Письма о нашей литературе». В 1903 году в свет вышел его первый научный труд — «Литература адербейджанских татар» (адербейджанскими татарами до Революции было принято называть азербайджанцев), критический обзор работ 130 азербайджанских поэтов и писателей. В последующие годы были изданы более мелкие работы: «Мирза Фатали Ахундов» (1911) и «Подарок детям» (1912). Наряду с этим Кочарлинский занимался переводами произведений русских и европейских авторов на азербайджанский. Его самый крупный труд — «Материалы по истории азербайджанской литературы» — был опубликован только в 1925 году, уже после смерти учёного. Он являлся наиболее точным и информативным источником по истории и развитию азербайджанской литературы своего времени.
В 1917—1918 годах Кочарлинский состоял во Временном Национальном Совете мусульман Закавказья (позже — Азербайджанский Национальный Совет), провозгласившим независимость Азербайджанской Демократической Республики. К тому времени он занимал должность директора новообразованной учительской семинарии в городе Казах. В политической и общественной суматохе, вызванной советизацией, Кочарлинский был арестован, вывезен в Гянджу и казнён без суда и следствия. Позже Нариман Нариманов, высоко ценивший деятельность Кочарли, приказал найти и наказать виновника расстрела Кочарли.
Он был женат на уроженке Казаха, Бадисабах Кочарлинской (урожд. Векиловой), позже работавшей преподавателем в школах Баку, Закатал и Нухи. Детей у них не было.
В советское время, особенно в эпоху Сталина, об исследованиях Фиридун-бека Кочарлинского практически ничего не было известно из-за политических связей автора с азербайджанскими национальными движениями, рассматриваемыми как контрреволюционные. Первым учёным, исследовавшим наследие Кочарлинского, был Бекир Набиев. Начиная с 1957 года он вёл архивные исследования и встречался с оставшимися в живых коллегами и учениками и в 1960 году закончил работать над монографией о вкладе Кочарлинского в научную литературу.