Otto Frank studeerde geneeskunde in München en Kiel tussen 1884 en 1889 (licentie in München 1889). Van 1889 tot 1891 volgde hij een opleiding in wiskunde, scheikunde, natuurkunde, anatomie en zoölogie in Heidelberg, Glasgow, München en Straatsburg. Daarna werkte hij tot 1894 als assistent van Carl Friedrich Wilhelm Ludwig aan het Physiologisches Institut in Leipzig. Daar voltooide hij in 1892 zijn doctoraat (doctoraat).vanaf 1894 werkte Frank als assistent aan Carl von Voit ‘ s fysiologische Instituut in München, waar hij de hartfunctie bestudeerde met behulp van methoden die zijn afgeleid van eerdere thermodynamische analyses van skeletspiercontractie. Zijn werk over het gedrag van de hartspier was het onderwerp van zijn postdoctoraal werk. In 1902 werd hij buitengewoon hoogleraar en van 1905 tot 1908 ondernam hij verder werk aan dit onderwerp voordat hij gewoon hoogleraar werd (Ordinariat). Daarna keerde hij terug naar München om zijn werk voort te zetten. Carl J. Wiggers bezocht Frank ’s laboratorium in 1912 en vond Frank een” briljante analist, een bekwame systematist, een getalenteerde wiskundige, en een creatieve denker…”, maar geheimzinnig en moeilijk om mee te werken. Wiggers keerden in de herfst van 1912 terug naar de VS, nadat ze kopieën van een deel van Frank ’s apparatuur met hem hadden’ gesmokkeld’, ondanks dat Wiggers en Frank nadien hartelijke relaties hebben onderhouden. Frank blijkt een veeleisende leraar te zijn geweest en Richard Bing, een redacteur van het Journal of Molecular and Cellular Cardiology, die studeerde met Frank, herinnerde hem als ‘…een heilige verschrikking, hatende middelmatigheid, en menig student beet het stof in het onderzoek in de fysiologie’. Frank bleef in München werken tot zijn gedwongen pensionering in 1934 vanwege zijn verzet tegen het naziregime.