Wagner naceu en Penzing, un suburbio de Viena. Estudou en Berlín e Viena. En 1864, comezou a deseñar os seus primeiros edificios en estilo historicista. A mediados e finais da década dos anos 1880, como moitos dos seus contemporáneos en Alemaña (tales como Constantin Lipsius, Richard Streiter e Georg Heuser), Suíza (Hans Auer e Alfred Friedrich Bluntschli) e Francia (Paul Sédille), Wagner converteuse nun defensor do «Realismo arquitectónico». Era unha posición teórica que lle permitía mitigar a dependencia das formas históricas. En 1894, cando se converteu en profesor de Arquitectura na Academia de Belas Artes de Viena, avanzara moito neste sentido cara a unha oposición máis radical ás correntes entón predominantes de arquitectura historicista.
Na súa primeira época o seu estilo caracterizouse pola robustez e a sobriedade clásica. Máis tarde recibiu o encargo da ampliación de Viena, do cal só realizou unha parte. A mediados da década dos noventa, xa deseñara varios edificios en Jugendstil. Wagner estaba moi interesado na achaiadura urbanística - en 1890 deseñou un novo plano para a cidade de Viena, pero só se construíu a rede de ferrocarril urbano, o Wiener Stadtbahn. En 1896 publicou un libro de texto titulado Arquitectura Moderna na que expresaba as súas ideas sobre o papel do arquitecto; baseábase no texto do seu discurso inaugural de ingreso na Academia do ano 1894. O seu estilo incorporou o uso de novos materiais e novas formas para reflectir o feito de que a propia sociedade estaba cambiando. No seu libro de texto, afirmaba que as "novas tarefas e perspectivas humanas esixían un cambio ou reconstitución de formas preexistentes". Na procura deste ideal, el deseñou e construíu estruturas que reflectían a función pretendida, como o austero bloque de apartamentos Neustiftgasse en Viena.
Foi mestre e amigo de Adolf Loos, Josef Hoffmann e de J. Olbrich. Defendeu aos novos artistas da Sezession, e achegouse aos seus postulados en obras como as estacións de metro de Viena.
Mallgrave (ed.), Harry (1993). Otto Wagner: Reflections on the Raiment of Modernity. Santa Monica: Getty Center for the History of Art and the Humanities. ISBN089236257X.
Wagner, Otto (1988). Modern Architecture: A Guidebook for His Students to This Field of Art. Trans. Harry F. Mallgrave. Santa Monica: Getty Center for the History of Art and the Humanities. ISBN0226869385.
Duncan Berry, J. (1993). "From Historicism to Architectural Realism: On Some of Wagner?s Sources". En Harry Mallgrave. Otto Wagner: Reflections on the Raiment of Modernity. Santa Monica: Getty Center for the History of Art and the Humanities. pp. 242–278. ISBN089236257X.
Graf, Otto Antonia (1994). Otto Wagner: Das Werk des Architekten 1860-1918(en alemán). Viena: Bölhau. ISBN320598224X.
Kolb, Günter (1989). Otto Wagner Und Die Wiener Stadtbahn(en alemán). Múnic: Scaneg. ISBN3892350299.
Schorske, Carl (1981). "The Ringstrasse and the Birth of Urban Modernism". Fin-De-Siècle Vienna: Politics and Culture. Nova York: Vintage Books. ISBN0394744780.