Az alsó-ausztriai Reichenau an der Rax közelében levő Wartholz villában született az utolsó osztrák császár és magyar király (IV. Károly) gyermekeként és legidősebb fiaként. Édesanyja Zita Bourbon–parmai hercegnő, császárné és királyné volt, keresztapja I. Ferenc József Magyarország 1867-ben megkoronázott apostoli királya, keresztanyja, az anyai nagyanyja, Mária Antónia portugál infánsnő. Édesapja száműzetésében az udvari papja, dr. Zsámboky Pál lett a nevelője. Egyetemi tanulmányait a Leuveni Egyetemen végezte Belgiumban, ahol 1935-ben megszerezte a politika és társadalomtudományok doktora címet.
Habsburg Ottó a születésekor, 1912-ben még a trónöröklés sorrendjében a harmadik helyen szerepelt az apja nagybátyja, Ferenc Ferdinánd és az apja mögött, akinek trónra kerülésével (1916) viszont már automatikusan az első helyre került. Apjával ellentétben, aki csak feltételezett (prezumptív) trónörökös volt, ami azt jelentette, hogy elméletben akár kiüthette volna a helyéről az az eshetőség, még ha kicsi esély is volt már erre, ha az 1914-ben 84 éves I. Ferenc Józsefnek még egy fia született volna egy újabb törvényes és egyenrangú házasságból, Ottó nyilvánvaló trónörökös volt, azaz őt semmilyen más később születő testvér vagy családtag nem előzhette volna meg a trónöröklési sorban. Apját, IV. Károlyt (Ausztriában: I. Károly császárt) törvényesen 1921-ben (1921. évi XLVII. törvénycikk) Magyarországon megfosztották trónjától, ezzel Ottó is jogilag elvesztette a trónörökösi címét. Ottó azonban egészen a második világháború végéig reménykedett a visszatérésben. A háború idején Washingtonban tartózkodott Roosevelt elnök környezetében. A Kállay-, majd a Lakatos-kormány amerikai megbízottjaival (Eckhardt Tibor, Hennyey Gusztáv) együttműködve a lisszaboni magyar nagykövetségen keresztül – testvérével, Habsburg Károly Lajossal együtt – próbált közvetíteni a kiugrás érdekében.
1960-ban a Habsburg–Lotaringiai-ház több tagja elfogadta a Habsburg-törvényt, és aláírta a lemondó nyilatkozatot. 1961. március 31-én maga Habsburg Ottó trónörökös, az utolsó császár legidősebb fia, a család feje is aláírta az osztrák trónigényről való lemondását, ennek jogérvényessége körül azonban Ausztriában jogvita keletkezett (a „Habsburg-válság”), ez több évig késleltette hazautazását. Az osztrák közigazgatási bíróság végül Habsburg Ottó javára döntött, aki 1966. október 31-én négy évtizednyi távollét után visszatérhetett hazájába. Az eset nyomán az osztrák parlament alsóháza (Nationalrat), ahol szociáldemokrata–szabadságpárti (SPÖ–FPÖ) koalíció volt többségben, éveken át vizsgálta a Habsburg-törvény rendelkezéseinek pontos értelmezését. 1996-ban a kiutasítás hatálya már csak a család két tagját érintette, a Minisztertanács a Habsburg-törvény 2. paragrafusát „nem élő jog” -nak minősítette, és beutazási engedélyt adott nekik.
Nagykónyi Község Önkormányzat Képviselő-testülete Dr. Habsburg Ottonak, a magyarság érdekében évtizedeken át kifejtett sokrétű, eredményes munkásságáért Nagykónyi Díszpolgára címet adományozza.