Pintor y escultor, hijo de un cauchero, Alejandro Otero estudió agricultura en la ciudad de Maracay, en 1938. El año siguiente asistió a cursos de artes y de fabricación de vidrios en la Escuela de Bellas Artes de Caracas y en la de Artes Aplicadas. En 1943 dio clases de pintura y de fabricación de vidrios, y en 1945 viajó a Nueva York y a París. Después de su graduación recibió una beca para estudiar en Francia, donde residió hasta 1948; más tarde regresó entre 1950 y 1952, y entre 1961 y 1964. Expuso naturalezas muertas en el Pan American Union, en Washington, y al año siguiente, en el Museo de Bellas Artes de Caracas.
En 1950 formó el grupo Los Disidentes , junto con otros colegas venezolanos radicados en París, y editó la revista homónima, donde publicó varios textos contra el conservadurismo del arte venezolano, los que tuvieron gran repercusión. En Europa conoció de cerca la obra de Mondrian, una gran influencia que se pone de manifiesto en su cuadro En tributo a Mondrian. En 1951 elaboró otra obra destacada, sus Collages ortogonales. Ese mismo año se casó, en Londres, con la pintora Mercedes Pardo. El año siguiente comenzó a dar clases en la Escuela de Bellas Artes Cristóbal Rojas. Junto con diversos artistas (Jesús Rafael Soto, Calder, Vaserly, Léger, Arp) y con el arquitecto venezolano Carlos Raúl Villanueva, participó del proyecto de la Ciudad Universitaria de Caracas. Entre 1964 y 1966 fue vicepresidente del Instituto Nacional de Bellas Artes de Caracas.
En 1956 ejecutó dos murales para la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central de Venezuela (UCV) y participó de la XVIII Bienal de Venecia, a la cual regresó en 1962, 1966 (en una retrospectiva con Jesús Soto) y 1982 (año en que sus esculturas Abra solar y Aguja solar fueron colocadas en la entrada principal). Varias de sus obras se presentaron en la IV edición de la Bienal de São Paulo y, más tarde, en las ediciones V (en la cual recibió un premio), VII, XXI y XXIV. En la década de 1960 se dedicó a los colajes cubistas, entre los cuales se encuentra el conjunto Ensamblajes y collages, que comenzó en París y continuó en Caracas hasta 1966, y se compone de “objetos encontrados” fijados por el artista sobre un soporte de madera.
Otero inició la producción de sus Estructuras espaciales en 1967, que se presentaron en diversas partes del mundo. Entre 1971 y 1972 recibió una beca de la Fundación Guggenheim y realizó trabajos en el Centro de Estudios Visuales Avanzados del Massachusetts Institute of Technology (MIT). En 1977 creó la escultura Delta solar para el jardín del Museo del Aire y del Espacio, en Washington, y en 1984 el Museo de Arte Contemporáneo de Caracas realizó una gran retrospectiva de su obra. A fines de los años 80 comenzó a producir trabajos utilizando la computadora, entre los cuales se cuenta Saludo al siglo XXI . En 1990, el gobierno venezolano creó la Fundación Museo Alejandro Otero, en Caracas. Ese mismo año, el artista falleció en la capital de Venezuela, pocos meses después de dos exposiciones en el Museo de Arte de Coro y en la Galería Propuesta Tres.