Немският химик Ото Валах е роден в Кьонигсберг (днес Калининград на 27 март 1847 година. Скоро след раждането на момчето баща му е преместен на работа в Щетин, а след това през 1855 г. в Потсдам, където Ото учи в потсдамската гимназия. Гимназиалната програма предвижда за химията няколко часа, но Валах продължава да се занимава с предмета вкъщи посредством учебник по химия и най-елементарно лабораторно оборудване. През училищните му години се пробужда и дълбокият му интерес към историята на изкуствата и литературата.
Като завършва гимназия през 1867 г., Валах се записва в Гьотингенския университет, където започва да изучава химия при Фридрих Велер. Заниманията започват в седем часа сутринта и завършват в пет часа вечерта, след което студентите често продължават да работят на свещи. Въпреки така напрегнатия курс на обучение, Валах го завършва за пет семестъра вместо полагащите се осем и през 1869 г. защитава докторска дисертация за разположението на изомерите в толуоловата редица.
През 1876 г. Валах е назначен за екстраординерен професор (адюнкт професор), а през 1879 г. оглавява катедрата по фармакология в Берлинскяи университет. Заеманата длъжност поставя учения пред необхоидмостта да се заеме с изучаването на етеричните масла.
Етеричните масла са ароматни вещества, получавани от растения. Въпреки че са изследвани от много химици, химическият им състав е неясен. Валах започва с терпените, наречени така, защото някои от тях се съдържат в терпентина. Известно е, че в процентно отношение съставът на всички терпени е еднакъв, те често имат еднаква атомна маса и една и съща точка на кипене. Въпреки това химическите реакции, в които участват, способността им да пречупват светлината и други свойства навеждат на мисълта, че тези вещества се отличават едно от друго.
По това време се смята, че терпените са стотици, което превишава значително реалното количество, способни да образуват десетте атома въглерод и шестнадесетте атома водород, от които се състоят според тогавашните представи терпените. Към 1887 г. Валах доказва, че в действителност съществуват само осем такива вещества.
По-нататъшната работа му позволява да опише подробно реакциите на превръщане на един терпен в друг, а също и реакциите, при които се получават техни химически производни. На основата на събрания от учения материал започва да се изяснява структурата на терпеновото семейство и механизмите на молекулярното преобразуване на терпените. Валах класифицира терпените като особен клас алициклични съединения (молекули с незатворена верига). Получените от него резултати не само събуждат интереса към тази област на химичната теория, но имат и голямо практическо значение за отраслите на химическата промишленост, които се занимават с производството на етерични масла и парфюми.
През 1889 г. Валах заема в Гьотингенския университет катедрата, начело на която някога стои Велер, като с това става ръководител на университетския Химически институт. В Гьотинген той изучава оптическите свойства на терпените и в същото време се занимава с изследването на природни продукти като различните видове спирт, кетоните и политерпените.
Като напуска през 1915 г. Гьотингенския университет, Валах продължава двадесет години след това да прави химически изследвания, да публикува статии и да участва в научни конференции. Той не създава семейство. Умира в Гьотинген на 26 февруари 1931 година.
Сред многобройните награди Валах е отличен с дипломи на Манчестърския и Лайпцигския университет, на Брауншвайгския технологичен институт, с Ордена Орел на Германската империя , с медала Дейви, присъден му от Лондонското кралско дружество , а също и с Германския кралски орден на короната. Член е на много научни дружества.