תפקידו בקבוצה הפך למשמעותי יותר עם הגעת המאמן ריקרדו גארקה, לקראת ליגת הקלאוסורה ב-2009. במשחק השלישי של ולס באותה עונה החליף אוטמנדי בעמדת הבלם את פונס, שנפצע במסגרת משחקיו עם נבחרת צ'ילה.[1] הוא הפגין יכולת מרשימה במשחקיו הראשונים ובמהרה הפך לפותח קבוע כבלם בהרכב הקבוצה. הוא היה שחקן מפתח בזכייתה של ולס באליפות, בקבוצה שהתבססה על משחק הגנה חזק שאפיין אותו.
כבר במהלך אותה עונה זכה אוטמנדי להתעניינות מצידן של מספר מועדונים בכירים באירופה, בהם אינטר מילאנו, פיורנטינה, ריאל מדריד ויובנטוס, אך המשיך לשחק בוולס. בעונתו השנייה בקבוצה – האפרטורה באותה שנה – הבקיע את שערו הראשון במדי הקבוצה, בניצחון 1–3 על ארסנל סרנדי. הוא השתתף עם הקבוצה בגביע סודאמריקנה, התחרות הבין-לאומית הראשונה שלו. כהוקרה על יכולתו הטובה הוא נבחר לאחד מ-11 השחקנים המצטיינים באמריקה הדרומית לשנת 2009, על ידי המגזין אל פאיס.[2]
ב-5 בפברואר2014 נמכר לולנסיה ב-12 מיליון אירו לחמש שנים. לאחר מכן הושאל מיד לאתלטיקו מיניירו.
ב-20 באוגוסט2015 חתם לחמש שנים במנצ'סטר סיטי מהפרמייר ליג. אוטמנדי היה חלק חשוב מזכייתה של מנצ'סטר סיטי בגביע הליגה ובפרמייר ליג בעונת 2017–2018. באותה עונה כבש ארבעה שערים בליגה והציג יכולת טובה שנתנה לו מקום בנבחרת העונה של הפרמייר ליג.