König Otto I. war der Bruder des berühmten bayerischen Märchenkönigs Ludwig II. Nach dessen Absetzung und mysteriösen Tod ging die Thronfolge zunächst an Otto über. Nachdem nach kurzer Zeit klar war, dass er dieser Aufgabe psychisch nicht gewachsen war, wurde Luitpold, Ottos Onkel, an seiner statt Regent über Bayern. So trug Otto I. zwar von 1886 bis 1916 den Titel „König von Bayern“, das Regieren übernahmen aber Prinzregent Luitpold und später Ottos Cousin Ludwig.
Otto von Wittelsbach wurde nach nur siebenmonatiger Schwangerschaft von seiner Mutter Marie Friederike von Preußen am 27. April 1848 zur Welt gebracht. Er verbrachte den größten Teil seiner Kindheit mit Ludwig und seinen Erziehern auf Schloss Hohenschwangau. Prinz Otto durchlief die militärische Laufbahn bis hin zum Hauptmann und nahm am Deutschen und am Deutsch-Französischen Krieg teil. Erst nach dem Tod seines Vaters, Maximilian II. (1864), und der Thronbesteigung durch seinen Bruder Ludwig wurde seine psychische Erkrankung festgestellt. Sein Zustand verschlechterte sich ab 1871 zusehends. Otto I. galt als geisteskrank. Den zeitgenössischen Berichten zufolge litt er unter Schwermut, er war aber auch leicht erregbar, was sich in starken Gefühlsausbrüchen und Halluzinationen äußerte.
Seine Erkrankung wurde offiziell gemacht und er wurde ab 1873 isoliert untergebracht – erst bei Schloss Nymphenburg, dann in Schloss Schleißheim und schließlich 1883 in seinem letzten Domizil Schloss Fürstenried. Dort verstarb er am 11. Oktober 1916 an einer Darmverschlingung. Er wurde in der St. Michaels-Kirche in München begraben. Den Untergang seines bayerischen Königreichs durch die Novemberrevolution (1918) mitzuerleben, blieb ihm somit erspart.