Фамилия Отто звучит по-немецки и почти всегда указывает на немецкие корни предков. В её основе лежит древневерхненемецкое имя, которое складывалось из двух значимых частей: «ot» — богатство, достояние, и «heri» — войско. Поэтому первоначальное значение имени Отто — «богатый воин» или «владеющий богатством». Со временем вторая часть отпала, и имя закрепилось в самостоятельной форме, став одним из самых распространённых в немецкоязычном мире. Именно от этого имени, а не от прозвища, и образована фамилия.

В русской традиции фамилия Отто не склоняется и сохраняет исходное написание, что сразу выделяет её на фоне исконно русских фамилий с суффиксами -ов, -ев или -ин. Такая форма характерна для поздних заимствований, когда фамилии немецких переселенцев, ремесленников или офицеров фиксировали в документах без изменений. Поэтому носители фамилии Отто в России — это, как правило, потомки выходцев из Германии или прибалтийских земель, где немецкое влияние было сильным.

Существует и альтернативная, менее вероятная версия происхождения. Согласно ей, фамилия могла возникнуть от мирского имени Отто, восходящего к эстонскому слову «ott» — медведь. В этом случае наречение именем животного было оберегом: родители верили, что природа примет ребёнка за своего, а медведь станет его покровителем и передаст ему силу, смелость и выносливость. Однако эта гипотеза выглядит спорной. Учитывая, что имя Отто было широко распространено в Германии задолго до активных контактов с эстонской культурой, а фамилии обычно наследуют уже готовое личное имя, немецкое происхождение кажется куда более убедительным. Эстонская версия могла бы объяснить появление фамилии у небольшой группы людей, но она не выдерживает конкуренции с прямой связью с древнегерманским именем.

Интересно, что фамилия Отто не имеет «русской» словообразовательной модели — ни суффиксов, ни окончаний, которые указывали бы на принадлежность роду. Это делает её своеобразным маркером: по фамилии сразу можно предположить, что предки носителя говорили по-немецки или жили в среде, где немецкий язык был языком делопроизводства. В Германии фамилия Отто встречается повсеместно, а в России она чаще фиксировалась среди дворянства, военных и образованных слоёв, что связано с историей приглашения немецких специалистов в страну.