Ottenheimer besuchte das Gymnasium in Stuttgart, wurde Kapellmeister in Augsburg, Trier, Linz, Graz, Nürnberg, Prag und Wien. Von 1913 bis 1919 war er Hofkapellmeister am damaligen Hoftheater in Darmstadt. Am 2.6.1914 wurde ihm der Titel "Hofrat", am 13.3.1917 das Ritterkreuz des Ludwigsordens verliehen.

1919 verließ er das jetzt den Namen Landestheater tragende Haus und bezog vorübergehend ein Ruhegehalt bis er 1923 eine Stelle als Assistent bei der Zentralstelle zur Förderung der Volksbildung und Jugendpflege in Darmstadt annahm. 1925 leitete er die hessische Bildstelle. Von 1926 an war er Leiter der Opernschule der Städtischen Akademie für Tonkunst und wurde, weil Jude, 1933 vom neuen kommissarischen Leiter Hans Simon entlassen.

Ottenheimer war mit einer, im Nazi-Jargon, "Arierin" verheiratet, aus deren Ehe auch zwei Kinder entstammten.

1943 wurde Ottenheimer für mehrere Wochen verhaftet und im Februar 1945 erneut verhaftet und in das KZ Theresienstadt verschleppt, wo er von der Roten Armee befreit wurde. In Theresienstadt galt er als sogenannter "prominenter Häftling". Durch Fürsprache von Winifred Wagner (Bayreuth), einer fanatischen Nationalsozialistin, entging er der Ermordung.

Nach 1945 wohnte er in Groß-Umstadt.

Ottenheimer wurde 1946 "in einem Rundschreiben der Darmstädter Sezession als Mitglied genannt" heißt es in [5].

Das Adressbuch gibt für Paul Ottenheimer folgende Adressen an:

1914 bis 1918 Bismarckstraße 49, 1921 Hoftheaterplatz 3, 1924 bis 1936 Grafenstraße 2 8/10, 1937 bis 1942 Hügelstraße 32, 1940 erstmalig mit dem Zusatz "Israel".

Ottenheimers Grabstätte befindet sich auf dem Alten Darmstädter Friedhof.