Otto Frank ha studiato medicina a Monaco di Baviera e Kiel tra il 1884 e il 1889 (licenza a Monaco di Baviera 1889). Durante 1889-1891 ha intrapreso la formazione in matematica, chimica, fisica, anatomia e zoologia a Heidelberg, Glasgow, Monaco di Baviera e Strasburgo. Ha poi lavorato fino al 1894 come assistente di Carl Friedrich Wilhelm Ludwig nel Physiologisches Institut di Lipsia. Lì nel 1892 completò i suoi studi di dottorato (dottorato).

Successivamente, dal 1894 Frank lavorò come assistente presso l’Istituto Fisiologico di Carl von Voit a Monaco di Baviera dove studiò la funzione cardiaca utilizzando approcci derivati da precedenti analisi termodinamiche della contrazione muscolare scheletrica. Il suo lavoro sul comportamento del muscolo cardiaco è stato il tema del suo lavoro post-dottorato. Nel 1902 divenne Professore straordinario e dal 1905 al 1908 intraprese ulteriori lavori su questo argomento prima di diventare professore ordinario (Ordinariato). Poi tornò a Monaco per continuare questo lavoro. Carl J. Wiggers visitò il laboratorio di Frank nel 1912 e trovò Frank un ” brillante analista, un abile sistemista, un matematico di talento e un pensatore creativo…”, ma riservato e difficile da lavorare. Wiggers tornò negli Stati Uniti nell’autunno del 1912 dopo aver ‘contrabbandato’ copie di alcune delle attrezzature di Frank con lui, nonostante questo Wiggers e Frank sembrano aver mantenuto relazioni cordiali in seguito. Frank sembra essere stato un insegnante esigente e Richard Bing, un editore del Journal of Molecular and Cellular Cardiology, che ha studiato con Frank, lo ha ricordato come ‘…un santo terrore, odiando la mediocrità, e molti studenti hanno morso la polvere nell’esame di Fisiologia”. Frank continuò a lavorare a Monaco fino al suo pensionamento forzato nel 1934 a causa della sua opposizione al regime nazista.