Reichwein war von 1909 bis 1913 Hofkapellmeister der Großherzoglich Badischen Hofkapelle Karlsruhe. 1913 wurde er als Nachfolger von Bruno Walter Dirigent der Wiener Hofoper. Mit Wilhelm Furtwängler war er von 1921 bis 1927 Konzertdirektor der Gesellschaft der Musikfreunde in Wien. Von 1926 bis 1938 leitete er die Bochumer Symphoniker. Unter seiner Leitung traten die bis dahin von diesem Orchester gepflegte modernen Kompositionen von Paul Hindemith, Ernst Krenek, Erwin Schulhoff oder Anton Webern zugunsten klassisch-romantischer Musik in den Hintergrund des Repertoires. Als er 1932 in der Parteizeitung der NSDAP Völkischer Beobachter den Artikel Die Juden in der deutschen Musik veröffentlichte, in dem er sich an Richard Wagners antisemitisches Pamphlet Das Judenthum in der Musik anlehnte, zog er sich den Zorn der noch widerstandsbereiten Bochumer zu.
Reichwein war ein überzeugter Nationalsozialist und gehörte bereits 1932 der NSDAP (Mitglieds-Nummer 1.009.765) und dem völkisch gesinnten, antisemitischen Kampfbund für deutsche Kultur an. Er veröffentlichte unter anderem im Völkischen Beobachter Hetztiraden gegen jüdische Komponisten wie Felix Mendelssohn-Bartholdy, denen er primär finanzielle Interessen als Antrieb ihres künstlerischen Schaffens unterstellte.[2] Nach der „Machtergreifung“ der Nationalsozialisten war er Mitglied der Reichsmusikkammer. Am 20. April 1938 ernannte ihn Adolf Hitler zum Generalmusikdirektor. Nach dem Einmarsch und „Anschluss Österreichs“ propagierte er den Aufruf zur „Volksabstimmung“ mit folgenden Worten: "Da Adolf Hitler uns deutschen Künstlern Österreichs die Freiheit zurückerobert hat, ist es uns allen tiefstes Bedürfnis, den Dank durch Bekenntnis und Tat zu beweisen." In der Folgezeit war er Dirigent an der Wiener Staatsoper und Leiter der Dirigentenklasse an der Staatsakademie für Musik Wien.[ Reichwein gründete das NS. Wiener Tonkünstler Orchester neu.
Gegen Ende des Zweiten Weltkriegs wählte Reichwein am 8. April 1945 in Wien den Freitod.
Zu seinen Werken gehören Opern, Operetten, Bühnenmusiken und Lieder.