Фрейндлих родился в городке Слупске в Померании. В 1908 году он уехал в Париж, где жил на Монмартре неподалеку от Пабло Пикассо и Жоржа Брака. В 1914 году живописец возвратился в Германию. В 1919 году Отто Фрейндлих, Макс Эрнст и Йоханнес Теодор Бааргельд организовывали в Кельне первую выставку дадаистов. С 1925 года Фрейндлих жил и работал приемущественно во Франции. В 1931 году живописец присоединился к группе «Абстракция-Творчество» (Abstraction-Création).

В 1937 году несколько работ художника были конфискованы нацистами и продемонстрированы на выставке «Дегенеративное искусство», включая монументальную статую «Новый человек» (Der Neue Mensch), фото которой была размещена на обложке каталога выставки. Как подразумевается, эта статуя была позднее уничтожена.

Когда началась 2-ая глобальная война, Отто Фрейндлих был задержан французскими властями, но скоро отпущен благодаря вмешательству Пабло Пикассо. В 1943 году Фрейндлих был арестован германскими оккупационными властями и выслан в концентрационный лагерь Майданек, где он был убит в денек прибытия.