Otto Frank studoval medicínu v Mnichově a Kielu v letech 1884 až 1889 (licencován v Mnichově 1889). V letech 1889 až 1891 absolvoval výcvik v matematice, chemii, fyzice, anatomii a zoologii v Heidelbergu, Glasgow, Mnichově a Štrasburku. Poté pracoval až do roku 1894 jako asistent Carla Friedricha Wilhelma Ludwiga ve Fyziologisches institutu v Lipsku. Tam v roce 1892 dokončil doktorské studium (doktorát).

Následně, od roku 1894 Frank pracoval jako asistent Carla von Voight je Fyziologický Ústav v Mnichově, kde studoval srdeční funkce pomocí přístupů získané z dříve termodynamické analýzy kosterních svalové kontrakce. Jeho práce na chování srdečního svalu byla tématem jeho Postdoktorské práce. V roce 1902 se stal mimořádným profesorem a od roku 1905 do roku 1908 podnikl další práci na tomto tématu, než se stal řádným profesorem (ordinariát). Poté se vrátil do Münchenu, aby pokračoval v této práci. Carl J. Wiggers navštívil Frankovu laboratoř v roce 1912 a našel Franka “ brilantního analytika, zručného systematika, talentovaného matematika a kreativního myslitele…“, ale tajné a obtížné s ním pracovat. Parukáři se vrátil do USA, na podzim roku 1912, když pašoval‘ kopie Frank zařízení s ním, i přes to Parukáři a Frank zdá se, udržuje srdečné vztahy následně. Zdá se, že Frank byl náročný učitel a Richard Bing, redaktor časopisu Journal of Molecular and Cellular Cardiology,kdo studoval s Frankem, vzpomněl si na něj jako“…Svatý teror, nenávidět průměrnost, a mnoho studentů kousalo prach při zkoušce fyziologie“. Frank pokračoval v práci v Mnichově až do svého vynuceného odchodu do důchodu v roce 1934 kvůli jeho odporu proti nacistickému režimu.