Когда Отто было 14 лет, все члены его семьи покончили с собой из-за подогревавшейся пропагандой паники перед пришествием российских боец на Берлин. После погибели родителей Отто с братом сами пошли работать к русским бойцам — ухаживать за их лошадьми.
В 1947—1949 годах Отто посещал театральную школу в Шверине. Потом сначала играл в Нойштрелице, Штральзунде, Ростоке и Эрфурте. В 1956 году Вольфганг Лангхофф принял его в «Немецкий театр» в Берлине.
Работал как актёр озвучания. После погибели Герта Хоффмана Отто стал основным германским «голосом» Пола Ньюмана. Также озвучивал Кристофера Ли, Майкла Гэмбона, Максимилиана Шелла.
Отто Меллис (в титрах указан как Отто Мелиес) исполнил в кинофильме «Семнадцать мгновений весны» роль Гельмута Кольдера — мобилизованного германского фронтовика, расстрелявшего служащих гестапо, лицезрев, как они допрашивали радистку Кэт, вынося на прохладный балкон её малыша. Также озвучивал Штирлица для показа кинофильма в ГДР.
Обладает русским языком.