W 1102 został wyświęcony na biskupa i wbrew swojej woli mianowany przez cesarza na biskupa Bambergu, a w 1103 objął nowe stanowisko, które przyniosło mu wiele kłopotów i niepokoju. Zdobył sobie szybko uznanie jako znakomity administrator i duszpasterz. Zakładał nowe opactwa i ośrodki klasztorne, stąd zyskał przydomek „ojca klasztorów”.
W roku 1106 Otto podjął podróż do Rzymu, oddał papieżowi pierścień i pastorał, a następnie, na wyraźne polecenie tego samego, ponownie objął urząd biskupa Bambergu. W roku 1107 wrócił do diecezji i poświęcił całą swoją aktywność na zarządzanie nią.
Pierwsza wyprawa misyjna Doniesienia Bernarda Hiszpana o próbach nawrócenia ludności z Julina (Wolina) na chrześcijaństwo skłoniły biskupa Ottona do odbycia misji chrystianizacyjnej na Pomorze, zwłaszcza, że zachęcał go do tego polski książę Bolesław Krzywousty. Księża błagali go, aby zrezygnował z podróży, ale on nie dał się przekonać; poprosił i uzyskał zgodę papieża Kaliksta II.