Otsuka nació el 15 de mayo de 1962 en Palo Alto, California. Ha enseñado en la Universidad de Columbia, la Universidad de Yale y la Escuela de Artes de la Universidad de Columbia, y se graduó con una Licenciatura en Artes en 1984. Más tarde se graduó de la Universidad de Columbia con una Maestría en Bellas Artes en 1999.
Su padre trabajaba como ingeniero aeroespacial y su madre trabajaba como técnica de laboratorio antes de dar a luz a Otsuka. Sus dos padres eran de ascendencia japonesa, siendo su padre un issei y su madre una nisei. Cuando tenía nueve años, su familia se mudó a Palos Verdes, California. Tiene dos hermanos, uno de los cuales, Michael Otsuka, enseña en la London School of Economics.
Su primera novela, When the Emperor was Divine, trata sobre el internamiento de japoneses estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial. Fue publicado en 2002 por Alfred A. Knopf. Su segunda novela, El Buda en el ático (2011), trata sobre novias japonesas ilustradas.
Las novelas de ficción histórica de Otsuka tratan sobre los estadounidenses de origen japonés. Sus libros llaman la atención sobre la difícil situación de los estadounidenses de origen japonés durante la Segunda Guerra Mundial.
Otsuka vive en la ciudad de Nueva York.