Otto Kern est né près de Naumbourg. Son père, Franz Kern, était à l'époque professeur principal à l'école publique de Pforta, dont il devint plus tard le directeur. La mère d'Otto était Clara Kern, née Runge, de 14 ans sa cadette. Son père initie Otto très tôt à la littérature grecque et allemande, notamment à Goethe. À Stettin, Otto Kern fréquente le lycée, où son professeur de religion Anton Jonas l'initie à l'histoire des religions. De 1883 à 1887, il étudie la philologie classique et l'archéologie aux universités de Berlin et de Göttingen. Il avait pour professeurs des scientifiques renommés tels que Ernst Curtius, Ulrich von Wilamowitz-Moellendorff ainsi que Hermann Diels et Carl Robert, dont il a plus tard examiné la vie dans une biographie. Kern obtient son doctorat le à Berlin avec sa thèse « De Orphei Epimenidis Pherecydis theogoniis quaestiones criticae ». Après son doctorat, il travaille à Berlin comme assistant de Carl Robert jusqu'en 1889.
À partir de 1891, il creuse avec Carl Humann dans l'antique ville de Magnesie, ainsi que dans le Méandre. Il a également étudié l'histoire de ces deux lieux dans sa thèse post-doctorante de 1894.
En 1894, il est retenu au poste de professeur privé de philologie classique à Berlin, où il travaille également comme assistant au département des sculptures du Musée Royal.
