Coline Dutilleul studeerde aan de Koninklijke Conservatoria van Mons en Brussel en aan de Hochschule für Musik und Tanz in Keulen. Na het volgen van de Opéra Studio de l'Opéra national du Rhin en een aantal prestigieuze masterclasses en cursussen voor jonge artiesten (Britten Pears Young Talent Program, Lucerne Festival Academy, Académie d'Ambronay, Acadèmia de Fomació Professional, Equilibrium Young Artists), treedt ze onder meer op in de Opéra national du Rhin, de Opéra Comique, de Opéra d'Avignon, de Opéra de Clermont-Ferrand, de Opéra de Lille, het Théâtre de Caen, het Atelier lyrique de Tourcoing en de opera van Aken. In de zomer van 2022 maakte ze een opmerkelijk debuut op het Festival d'Aix-en-Provence en in de Philharmonie van Keulen in uitvoeringen van Monteverdi's Orfeo met de Cappella Mediterranea Ensemble en Leonardo Garcia Alarcón. Het seizoen 2022-23 stond in het teken van haar eerste samenwerking met René Jacobs, Les Muffati en B'Rock. Coline Dutilleul zal ook haar debuut maken in de Opéra Royal de Wallonie, een van de grote operahuizen van haar vaderland.
Haar eerste recital-cd Licht in der Nacht, met pianist Kunal Lahiry, werd in 2023 uitgebracht door Fuga Libera (Outhere) en won een Preis der Deutschen Schallplattenkritik en een Choc de Classica.
