Otto Frank studiował medycynę w Monachium i Kilonii w latach 1884-1889 (test w Monachium w 1889). During 1889 to 1891 he undertook training in mathematics, chemistry, physics, anatomy and zoology in Heidelberg, Glasgow, Monachium i Strasburga. He then worked until 1894 as an assistant to Carl Friedrich Wilhelm Ludwig in the Fizjological Institute w Lipsku. There in 1892 he completed his doctor studies (Promotion).

następnie, od 1894 Frank pracował jako asystent w Instytucie fizjologicznym Carla von voita w Monachium, gdzie badał czynność serca z wykorzystaniem metod zaczerpniętych z wcześniejszych analiz termodynamicznych skurczu mięśni szkieletowych. Jego praca na temat zachowania mięśnia sercowego była tematem jego pracy doktorskiej. W 1902 został profesorem nadzwyczajnym, a w latach 1905-1908 podjął dalsze prace nad tym zagadnieniem, zanim został profesorem zwyczajnym (ordynariuszem). Następnie powrócił do Monachium, aby kontynuować tę pracę. Carl J. Wiggers odwiedził Laboratorium Franka w 1912 roku i znalazł Franka ” genialnym analitykiem, zręcznym systematystą, utalentowanym matematykiem i kreatywnym myślicielem…”, ale skryty i trudny do pracy. Wiggers powrócił do USA jesienią 1912 roku, „przemycając” ze sobą kopie części sprzętu Franka, pomimo tego, że Wiggers i Frank utrzymywali później serdeczne stosunki. Frank wydaje się być wymagającym nauczycielem, a Richard Bing, redaktor Journal of Molecular and Cellular Cardiology, który studiował z Frankiem, wspominał go jako”…Święty terror, nienawidzący przeciętności, a wielu studentów pogryzło kurz w egzaminie z fizjologii”. Frank kontynuował pracę w Monachium aż do przymusowej emerytury w 1934 roku ze względu na swój sprzeciw wobec reżimu nazistowskiego.