El 1034, el comte palatí Ezzó de Lotaríngia va morir. Ja que el germà gran d'Otó, Ludolf de Zutphen, va morir el 1031, va succeir al seu pare. El 7 d'abril de 1045, Enric III, rei dels Romans i també duc de Suàbia, aquest últim va oferir el títol a Otó. A canvi, Otó va haver de tornar el comtat de Palatinat, que va ser ofert al seu cosí Enric I de Lotaríngia, així com els seus territoris a Kaiserswerth i a Duisburg que van passar a la corona.
Va tenir dues filles:
Riquenza (Holande, 1020; +1083) que s'havia casat en principi amb Herman, comte de Werl, i després amb Otó de Nordheim
Hildegarda (vers 1025, + vers 1095), casada amb Frederic de Büren.
El 1047, Otó va morir inexplicablement al seu castell, el Tomburg, durant una campanya imperial contra una invasió de Balduí V de Flandes. Va ser enterrat a l'abadia de Brauweiler. El 1048, l'Emperador va escollir a Otó III per succeir-lo com a duc de Suàbia.