I perioden fra 1984 til 1989 var han teatersjef ved Trøndelag Teater. I denne perioden satte han opp en rekke norske stykker til urpremiere. Fra 1990 til 1997 var han teatersjef ved Det Norske Teatret. I 2005 ble han på nytt teatersjef ved Trøndelag Teater. I Hamsunåret 2009 erklærte Otto Homlung Trøndelag Teater som «Hamsunfri sone», noe som førte til debatt med både støtte- og avstandserklæringer.