Otón era hijo del Duque Otón II de Brunswick-Harburg (1528-1603) de su segundo matrimonio con Eduviges (1535-1616), hija del Conde Enno II de Frisia Oriental.
Tras la muerte de su hermano Cristóbal en 1606, Otón III y su hermano Guillermo Augusto gobernaron Harburg conjuntamente.
Su reinado conjunto fue descrito como harmonioso.
En un tratado del 11 de enero de 1630, los hermanos renunciaron a su derecho a suceder en Brunswick-Lüneburg, en favor de Cristián, a cambio de que Cristián pagara las deudas, que excedían los 150 000 táleros.
El matrimonio no tuvo hijos.