Отто Бехагель родился в 1854 году в семье руководителя Земельной церкви Феликса Бехагеля (1822-1888), мать — Паулина Бехагель, урождённая Виланд (1827-1901). Отто посещал гимназию в Карлсруэ, в 1872-1873 прошёл военную службу в баденском полку, откуда был уволен в запас в чине лейтенанта.
С 1973 по 1876 Бехагель учился в университетах Гейдельберга, Гёттингена и Парижа. Большое влияние на него в это время оказал Карл Барч. 22 апреля 1876 Отто Бехагель получил степень кандидата наук, через год сдал государственный экзамен по философии.
В 1878 защитил докторскую диссертацию, получив звание приват-доцента германской и романской филологии.
В 1880 в Гейдельберге совместно с Фрицем Нойманом основал журнал о германской и романской филологии.
В 1882 удостоился звания профессора в Гейдельберге, 9 июня 1883 стал профессором немецкой филологии в Базельском университете, 30 июня 1888 — профессором германистики в университете Гиссена.
На протяжении долгих лет упорного труда Отто Бехагель не раз удостаивался наград и чинов, которые, как считали многие из его окружения, он получал заслуженно. Его способности и знания ценили, поэтому его коллеги всегда отзывались о нём как о человеке высокой морали, широкого ума и твёрдой чести. Бехагель становился ректором Гиссенского университета в 1895, 1905 и 1907.
В 1896 был членом Первой палаты земских представительств Великого герцогства Гессен.
В 1897 он стал тайным надворным советником, в 1918 он стал действительным членом Тайного совета и почётным доктором юридического факультета Гиссенского университета. Помимо всего прочего Бехагель был награждён Крестом командира второй степени и Орденом Льва Церингенов (1907), почётной медалью Гиссена (1932), Медалью Гёте за вклад в науку и искусство и Золотым кольцом немецкого языкового союза (1934).Вклад в немецкое языкознаниеБольшой теоретический вклад Бехагель внёс в развитие представлений о немецком синтаксисе и средневерхненемецком языке. Ему принадлежит также формулировка рада принципов синтаксиса о расположении слов и различных частей речи относительно друг друга в немецком предложении. Эти принципы объединяют понятием «Закон Бехагеля» . Закон возрастающих членов предложения (четвёртый принцип Бехагеля), согласно которому из двух членов предложения наименьший предшествует наибольшему, сегодня является важной составляющей исследований об актуальном членении предложения и находит отражение в квантитативной лингвистике. Среди научных трудов Бехагеля наиболее известны именно труды по истории немецкого языка (например, Geschichte der deutschen Sprache, 1891; Der Heliand und die angelsachsische Genisis, 1902, 1908), синтаксису (Syntax d. Heliand, 1897; Deutsche Syntax, I-IV, 19231928; Gebrauch der Zeitform im konjunktiven Nebensatz der Deutschen, 1898) лексике и вариантам (Schriftspr. und Mundart, 1896).