Nel 1864, insieme all'ingegnere Eugen Langen, fondò una ditta, la "N. A. Otto &amp; Cie", progenitrice dell'attuale Deutz AG, che nel 1866 produsse il primo modello di motore, un monocilindrico che presentava un consumo molto più basso di quello del motore di Lenoir. Tale motore venne tra l'altro presentato alla seconda Esposizione Universale di Parigi, dove svettò sugli altri motori presentati per le sue caratteristiche di minor consumo e di minori costi di realizzazione. Per questi motivi, Otto e Langen vennero premiati con la medaglia d'oro.