En 1205, vers l'âge de 24 ans, il succède à son père comme duc de Méranie et d'Andechs[1], tandis que les marches d'Istrie et de Carniole reviennent à son frère cadet, Henri II.
Le à Bamberg, Othon épouse la comtesseBéatrice II de Bourgogne, de la maison de Hohenstaufen, fille de feu le comte Otton Ier. Lors du mariage, le roi et empereur élu Philippe de Souabe, oncle de la fiancée, est assassiné par son allié Otton VIII de Wittelsbach, ce qui pousse Otton d'Andechs à rechercher l'appui de son rival guelfe, Otton IV. Toutefois, la position de la maison d'Andechs sort considérablement affaiblie de cet épisode : le frère cadet d'Otton, Henri II, est accusé d'avoir participé à l'assassinat et tous ses biens lui sont confisqués par le duc Louis Ier de Bavière. Le château d'Andechs est entièrement rasé et les Andechs ne seront réhabilités que bien plus tard.
Otton d'Andechs gouverne le comté de Bourgogne et doit faire face à l'opposition des comtes d'Auxonne. Au cours de ce conflit prolongé, il est même contraint de donner en gage ses terres bourguignonnes au comte Thibaut IV de Champagne. En 1213, Otton se joint à Léopold VI de Babenberg, duc d'Autriche et à son beau-frère, André II de Hongrie dans la Cinquième croisade. En 1222, un différend l'oppose à Gérard Ier de Rougemont, l'archevêque de Besançon, au sujet de la construction d'un château sur un site qu'Otton Ier s'était engagé à ne pas toucher. Face au refus d'Otton II de le détruire ou de s'en expliquer, l'archevêque l'excommunie et jette l'anathème sur ses terres. Il se tourne immédiatement vers son frère Egbert, prince-évêque de Bamberg, pour recevoir son aide et c'est à Bamberg que le , il signe cinq chartes dans lesquelles il fait des donations somptueuses pour le salut de son âme.
En 1228, il hérite des marches d'Istrie et de Carniole, que son frère Henri II venait tout juste de regagner.
En 1231, son épouse la comtesseBéatrice II de Bourgogne meurt à l'âge de 38 ans. Il était déjà comte-consort de Bourgogne par mariage sous le nom d'Otton II de Bourgogne et il conserve son titre jusqu'à sa mort.
Béatrice (morte après 1265), épouse Herman II, comte de Weimar-Orlamünde ;
Marguerite (morte en 1271), épouse en premières noces Přemysl de Bohême, fils cadet du roi Ottokar Ier de Bohême et margrave de Moravie, puis en secondes noces Frédéric, comte de Truhendingen ;
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