Ottersen har studert politisk filosofi på forskerlinjen og fullførte medisinstudiet ved Universitetet i Bergen i 2010. Ottersen var Fulbright scholar til Harvard Medical School i 2010. Fra 2012 var han stipendiat ved Institutt for global helse og samfunnsmedisin ved Universitetet i Bergen. Han disputerte til ph.d.-graden i 2013 med en avhandling om prioriteringer i helsetjenesten.