Otto war Sohn eines evangelischen Hilfspastors im Weinort Freyburg an der Unstrut. Er hatte zunächst Theologie, dann Naturwissenschaften studiert. Wegen seiner Beteiligung an Aktivitäten burschenschaftlicher Verbindungen saß er 1839/40 in der Festung Magdeburg. Als Naturforscher und Journalist gab er ab 1846 die Zeitschrift „Fortschritt der Geographie und Naturwissenschaft“ heraus und unterstützte die Arbeit seiner Brüder Robert Hermann und Moritz Richard, zweier Geographen und Naturforscher, die im Auftrag der britischen und der preußischen Regierung Natur und Geografie British Guyanas erforschten.
Otto und Moritz beteiligten sich am demokratischen Aufbruch in Berlin. In welcher Weise ist uns nicht bekannt. Was wir wissen ist, dass Otto Schomburgk Mitglied des Berliner Bestattungskomitees für die Toten des 18. und 19. März 1848 war, dort zuständig für die öffentliche Bekanntgabe des Termins und des Programms der Begräbnisfeier. Dabei muss er recht erfolgreich gewesen sein, denn am Trauerzug zum Friedhof der Märzgefallenen am 22. März 1848 beteiligte sich mehr als ein Viertel der Berliner Bevölkerung. Für großen Unmut sorgte aber der Vorschlag des Beerdigungskomitees die gefallenen Soldaten und die Barrikadenkämpfer:innen in einem feierlichen Akt der Versöhnung gemeinsam zu bestatten. Umgehend wurden Schomburgks Anschläge mit diesem Aufruf von den Bretterwänden der Stadt abgerissen und vernichtet. Der Plan einer gemeinsamen Bestattung war spätestens in dem Moment vom Tisch, als sich auch die Militärführung dagegen aussprach.
Das Scheitern der Revolution im Herbst 1848 muss die Brüder zutiefst getroffen haben. Moritz war zusätzlich enttäuscht, weil seine Bewerbung um eine Anstellung im Naturkundemuseum nicht erfolgreich verlaufen war. Beide wollten nun Deutschland verlassen und gründeten zusammen mit ähnlich denkenden Familien eine Auswanderungsgesellschaft und sammelten Geld für ihre Emigration. Der Geologe Leopold von Buch spendete 300 Dukaten Reisegeld. Schließlich charterten sie das Schiff „Prinzessin Luise“ und segelten mit ihren Familien vom 26. März 1849 unter Kapitän Bohr von Hamburg über Rio de Janeiro nach Australien, wo sie am 7. August 1849 eintrafen (Angaben differieren). Während der ganzen Reise führte Otto täglich Buch über Windstärke, Luft- und Wassertemperatur. In der Nähe von Adelaide gründeten sie eine deutsche Siedlung, die sie nach ihrem Sponsor „Buchfelde“ nannten.