Otávio komt uit de jeugdopleiding van SC Internacional. Daarvoor debuteerde hij op 31 mei 2013 in de Série A, tegen Criciúma Esporte Clube. Hij viel die wedstrijd na 82 minuten in voor Diego Forlán. In zijn eerste seizoen speelde hij zeven competitiewedstrijden in het eerste team, waarvan een vanaf het begin.
Otávio verruilde Internacional in september 2014 voor FC Porto. Nadat hij hier in zijn eerste halfjaar niet aan bod kwam, verhuurde de club hem voor anderhalf seizoen aan Vitória SC. Na zijn terugkeer ging hij deel uitmaken van het eerste elftal van Porto.
Otávio debuteerde in 2013 in Brazilië –20. In maart 2021 verkreeg hij de Portugese nationaliteit, waarna hij door bondscoach Fernando Santos werd opgeroepen voor de WK-kwalificatiewedstrijden in september 2021. Hij maakte uiteindelijk in een vriendschappelijke wedstrijd tegen Qatar (1–3 winst) op 4 september zijn debuut voor Portugal. Otávio zette die dag tevens de 0–2 op het bord. Hij werd op 21 mei 2024 door Roberto Martínez opgenomen in de Portugese selectie voor het EK 2024 in Duitsland.[2]