Отто родился во Франкфурте – на – Майне и был одним из трех сыновей Генриха Гана, стекольщика, и Шарлотты Гизе. После получения начального образования Ган учился в Марбургском и Мюнхенском университетах по профилю физической и неорганической химии, зоологии и искусства. Докторскую степень он получил в Марбурге, где после года военной службы стал помощником лектора в университете. Для совершенствования в английском языке Ган провел часть 1904года в Университетском колледже Лондона, а затем в течение шести месяцев под руководством Эрнеста Резерфорда проводил исследования по радиоактивности в Макгильском университете. Там он открыл новую радиоактивную субстанцию известную теперь как полоний-214.
В дальнейшем Ган продолжил свои исследования с радиоактивными элементами в Химическом институте при Берлинском университете. В 1907году Лизе Майтнер, физик из Вены, прибыла в Берлин учиться и выполнять экспериментальную работу у Макса Планка. Хотя женщинам запрещалось работать со студентами мужского пола в одной лаборатории, ей было разрешено посещать лабораторию Гана. Их сотрудничество продолжалась более 30 лет. Когда в 1912году был создан Институт физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма, Ган стал директором радиохимической группы.
В начале первой мировой войны Ган был призван в армию и принимал участие в боевых действиях на Западном фронте, был награжден. Поскольку он был химиком, его перевели в службу, занимавшуюся созданием химического оружия. Ученого убедили, что такие средства приведут к более быстрому завершению войны и тем самым многим сохранят жизнь. Ган несколько раз участвовал в подготовке газовых атак и испытал сильнейший стресс от наблюдаемого эффекта.
С 1917 года Ган возобновил свои работы с Майтнер по распаду радиоактивных веществ. Химики открыли уран-Z, что явилось первым примером существования изомера радиоактивных атомов. В 1928году уже известный ученый был назначен директором Института физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма. В 1933году он посетил Соединенные Штаты Америки и выступил с докладом на чтениях в Корнеллском университете. Узнав, что на основании нацистских законов ученые еврейской национальности изгнаны из института, Ган поспешил вернуться в Германию. Несмотря на отказ вступить в нацистскую партию, Гану разрешили остаться в прежней должности. После того как Австрия была захвачена Германией Майтнер, которая была австрийской еврейкой, эмигрировала в Швецию. Она обосновалась в Стокгольме и продолжила совместные исследования с Ганом, переписываясь по почте. Вскоре было обнаружено, что в процессе, который они назвали ядерным расщеплением, так же как и при цепной реакции, выделяется большое количество энергии.
Как и страны антигитлеровской коалиции, Германия проявляла особый интерес к использованию процесса ядерного распада для усиления своего военного потенциала, и вскоре после начала второй мировой войны вермахт создает центр ядерных исследований. Ган был подключен к этим проектам, хотя и занимался лишь фундаментальными проблемами по изучению продуктов ядерного расщепления. В конце войны институт был разрушен бомбардировками, Ган и его коллеги были арестованы англоамериканской спецразведкой, переправлены в Англию и допрошены об их научной деятельности во время войны. Несколько месяцев позднее Ган перенес сильное потрясение, узнав, что США использовали ядерное оружие против японских городов Хиросима и Нагасаки.
Ему было разрешено вернуться в Германию в сорок шестом, в конце этого же года Гану была вручена Нобелевская премия по химии за 1944год «за открытие расщепления тяжелых ядер». В нобелевской лекции Ган проследил пройденный научными исследованиями путь от естественной трансмутации урана к ядерному расщеплению. В заключение он процитировал отрывок из речи, произнесенной при таких же обстоятельствах Фредериком Жолио-Кюри, в которой тот предупреждал об огромной опасности атомной энергии.
В 1946 году Ган стал президентом Общества Макса Планка. Он уделял много внимания реорганизации германского научного сообщества и объединил многих физиков, страшившихся последствий совершенствования атомного оружия. В 1959году на его 80-летие было объявлено, что Институт ядерных исследований в Берлине будет переименован в Институт имени Гана – Майтнер, а Химический институт Макса Планка в Майнце станет Институтом Отто Гана.
В 1913году Ган женился на Эдит Юнгханс. У них был единственный сын, который с женой погиб в автомобильной катастрофе, и ушедший со своих постов лауреат теперь заботился о жене, которая к этому времени стала инвалидом, и внуке. Ган умер 28 июля 1968 году после падения, приведшего к перелому позвоночника.
Среди многочисленных почетных наград Ган получил медаль Эмиля Фишера Германского химического общества (1922), премию Станислао Канниццаро Королевской академии наук в Риме (1938), медаль Макса Планка Германского физического общества (1949), золотую медаль Парацельса Швейцарского химического общества (1953) и медаль Фарадея Британского химического общества (1956). Он являлся членом академий различных стран мира, имел многочисленные почетные ученые звания и был офицером Почетного легиона Франции.
Обсуждая, где открыть памятник почетному гражданину города Франкфурта, решили установить его там, где ученый родился. Поскольку самого дома к тому времени не существовало, но некоторое пространство оставалось свободным, то на нем и остановились. Официальный адрес: Ziegelgasse 2, а если объяснить проще – так это рядом с тем входом в рынок Kleinmarkthalle, который ближе к Hauptwache.
Памятник выполнен по проекту скульптора Кнуда Кнудсена (Knud Knudsen) и открыт 28 июля 1978 года к десятилетию смерти ученого. Вся композиция составлена из 22 гранитных вертикальных стел, которые образуют две перпендикулярные друг к другу шеренги. На образующемся углу находится вертикальный цоколь. В верхней его части установлен бронзовый бюст Гана. Пониже – бронзовая табличка с математическим выражением химического процесса, выявленного ученым. И еще ниже, на каменной горизонтальной плоскости указано, что здесь стоял дом, в котором родился первооткрыватель расщепления атомного ядра, лауреат нобелевской премии, почетный гражданин города Франкфурт – на – Майне.