Katsuhiro Otomo nació en la prefectura de Miyago, una provincia agrícola pesquera a 400 kilómetros al noroeste de Tokio, en 1954 y ya de pequeño mostró un gran interés por todo lo relacionado con el manga y el cine. Sus estudios los cursó en el instituto Sanuma (curiosamente, cuna de algunos mangakas) y a pesar de su mencionado interés por el cine, decidió seguir el camino del manga, tanto es así que a los 20 años ya estaba en Tokio moviéndose por el mundillo editorial.

Después de graduarse en 1973, debutó en la revista Action con la adaptación de la novela Mateo Falcone, de Prosper Mérimée. La historia corta fue lo que ocupó los siguientes años de la vida del joven Otomo. De esos años son las obras Memories, Fireball -de 1979, una historia centrada en el enfrentamiento entre un ser humano y una supercomputadora, y que a pesar de que fue publicada en una revista de corta difusión y que Otomo ni siquiera llegó a concluirla, marcó el inicio de su esplendorosa carrera en el mundo de la ciencia ficción- y Highway Star (recopilatorio de historias cortas también de 1979).

En 1980 cosechó su primer éxito, obtuvo el premio a la mejor obra de ciencia-ficción, el SF Grand Prix, con Domu (Pesadillas), el combate entre dos psíquicos: Uchida, un anciano senil que usa sus poderes para matar y controlar a los residentes del edificio en el que vive, y Etsuko, una niña que posee poderes similares y que se ha propuesto detener a Uchida. El enfrentamiento entre los protagonistas de esta narración toma lugar en un edificio de apartamentos en el Tokyo moderno y la espectacularidad y violencia aumenta conforme la historia se acerca a su fin.

Tras publicar dos recopilatorios más de historias cortas (Sayonara Nippon y Short Peace) se embarcó en un nuevo y ambicioso proyecto: Akira, que acabaría por convertirse en su gran éxito.

En este periodo de su vida es de vital importancia la animación, pues debutó en este mundo con la obra Jiyo wo wareranai, a la que siguió Genma Daisen. Pese a estas incursiones, era Akira lo que absorbía todo su tiempo y toda su atención, así que cuando se le presentó la ocasión de hacer la versión animada de la serie no la desaprovechó. El resultado, claro está, fue el largometraje Akira, la obra que le dio a conocer en Occidente.

A partir de aquí su dedicación a la animación es casi total, a Akira le siguen Roujin Z, World Apartament Horror, una película de imagen real dirigida por Otomo que tuvo una versión manga posteriormente (escrita por él y dibujada por Satoshi Kon), el opening y el ending de Robot Carnival, Manie-Manie, Memories y Perfect Blue (dirigida por Satoshi Kon).

En estos años su labor en el campo del manga es más bien escasa, lo más destacable es el guión de Legend of Mother Sarah, un manga cuyo dibujo corre a cargo de Takumi Nagayasu.

En 1996, Otomo debutó en el cómic americano en la miniserie Batman: Black and White para la editorial DC. El objetivo consistía en que diferentes autores de cómic crearan una historia en blanco y negro acerca del popular superhéroe. La historia de Otomo se tituló The Third Mask y apareció en el cuarto (y último) número de la serie.

No debemos cerrar esta breve biografía sin mencionar su nuevo proyecto: Steam Boy, que todavía no tiene fecha de estreno, y Metrópolis, adaptación del manga del gran Ozamu Tezuka (Adolf).