Etter å ha fullført sine juridiske studier i 1834 var Otto Joachim Løvenskiold advokatfullmektig, protokollsekretær i Høyesterett og konstituert stiftsoverretsassessor i perioden 1835–1840. I 1846 var han auditør i artilleribrigaden, og året etter ekspedisjonssekretær i Finans- og tolldepartementet. I perioden 1869–1876 var han ordfører i Kristiania, og årene 1871–1879 var han blant representantene for Kristiania på Stortinget.