Ông tên thật là Nguyễn Tăng Hích, còn bút danh là Hồ Thuận An, sinh năm 1928, quê quán Hải Lăng, Quảng Trị. Bố của ông là người rất yêu thích âm nhạc và sành sỏi về ca Huế, hát bội, nhạc Tây. Điều này có ảnh hưởng đến sự nghiệp âm nhạc của ông sau này.

Năm 1935 Trần Hoàn theo học tại Quốc học Huế. Ông tự học nhạc và bắt đầu sáng tác từ năm 16, 17 tuổi. Ông bắt đầu nối tiếng với ca khúc Sơn nữ ca viết năm 20 tuổi khi đang ở chiến khu Quảng Bình. Trần Hoàn tham gia kháng chiến, trải qua nhiều cương vị lãnh đạo các tổ chức văn hóa của đảng, đầu tiên là Đoàn phó đoàn tuyên truyền văn nghệ Trung bộ và Liên khu IV. Năm 1948, Trần Hoàn được kết nạp vào đảng. Từ 1948 đến 1956, phụ trách công tác văn hóa văn nghệ Liên khu IV, Liên khu III, khu Tả ngạn.

Năm 1956, ông về làm giám đốc Sở Văn hóa Thành phố Hải Phòng. Ông đã có nhiều đóng góp quan trọng cho sự phát triển văn hóa của thành phố Cảng. Là một trong những cán bộ đầu tiên tham gia tiếp quản thành phố và là Giám đốc đầu tiên của Sở VHTT Hải Phòng 10 năm. Ông đã góp phần không nhỏ trong việc tuyên truyền, vận động nhân dân theo cách mạng, xây dựng đời sống mới, xây dựng chính quyền bằng các hình thức hoạt động văn hóa, nghệ thuật có hiệu quả. Trần Hoàn còn là nhà quản lý có nhiều công lao gây dựng, thúc đẩy phong trào văn hóa văn nghệ phát triển trong hoàn cảnh thành phố còn thiếu thốn và khó khăn nhiều mặt. Ông cũng là một trong những người đầu tiên xây dựng, tổ chức Hội văn nghệ Hải Phòng. Cuối năm 1963, Đại hội văn nghệ Hải Phòng lần thứ nhất, Chi hội trưởng là nhà văn Nguyên Hồng và Chi hội phó là Trần Hoàn. Với cương vị Giám đốc Sở ông đã tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của chi hội văn học nghệ thuật Hải Phòng lúc sơ khai như mở các lớp viết văn, làm báo, hướng dẫn, bồi dưỡng cây bút trẻ.

Năm 1964, ông trở lại chiến trường Bình Trị Thiên với bút danh Hồ Thuận An, thời gian này ông sáng tác những bài hát như Tiếng hát trên Gio Cam giải phóng, Lời ru trên nương...

Sau 1975, Trần Hoàn là trưởng Ty Thông tin Bình Trị Thiên.

Năm 1983, ông được điều động tham gia Ban thường vụ Thành ủy Hà Nội, giữ chức trưởng ban tuyên huấn, sau đó là Phó Bí thư Thành ủy. Đại hội Đảng lần thứ VI ông được bầu vào Ban Chấp hành Trung ương Đảng, đảm nhiệm chức vụ Bộ trưởng Bộ thông tin và sau đó là Bộ trưởng Bộ Văn hóa Thông tin (1987 - 1996) và đến Đại hội VII của Đảng ông được tái cử vào Ban Chấp hành Trung ương đảng. Ông là đại biểu Quốc hội khóa VIII.

Từ 7/1996, giữ chức Phó trưởng Ban văn hóa tư tưởng Trung ương, Phó chủ tịch rồi Chủ tịch Ủy ban toàn quốc Liên hiệp các hội văn học nghệ thuật Việt Nam; Ủy viên Hội đồng lý luận phê bình văn học, nghệ thuật Trung ương.

Những sáng tác của Trần Hoàn khá phong phú, từ những ca khúc thời kỳ đầu mang tính trữ tình như Sơn nữ ca, Lời người ra đi... cho tới những bài hát Lời ru trên nương, Tình ca mùa xuân, Nắng tháng Ba, Một mùa xuân nho nhỏ... và mang đậm chất dân ca như Giữa Mạc Tư Khoa nghe câu hò Nghệ Tĩnh, Lời Bác dặn trước lúc đi xa...