В 1978 году окончил физический факультет Ленинградского государственного университета, в 1981-м — аспирантуру Физического института Академии наук СССР.
Трудовая деятельность:
- 1981–2005 — младший, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией Национальной академии наук КР;
- 1985–1996 — преподаватель, старший преподаватель, профессор Кыргызского государственного университета;
- 1996–2005 — профессор Кыргызско-Российского Славянского университета;
- 1996–1999 — главный исполнительный директор представительства корпорации "Филипс Электроникс" в Центральной Азии;
- 1999–2002 — вице-президент представительства корпорации "Филипс Электроникс" в Центральной Азии;
- 2001–2004 — специальный представитель президента Кыргызской Республики по привлечению инвестиций;
- 2001-2005 — специальный представитель президента Кыргызской Республики по экономической помощи Афганистану;
- 2002–2005 — вице-премьер-министр Кыргызской Республики по экономическим вопросам;
- 2005–2006 — исполнительный директор ОО "Инвестиционный круглый стол";
- 2006–2011 — старший советник Европейского банка реконструкции и развития.
В декабре 2011 года был назначен вице-премьер-министром КР по экономике и инвестициям, а с 6 сентября 2012-го — первым вице-премьер-министром.
26 марта 2014 года стал исполняющим обязанности премьер-министра Кыргызстана после того, как распалась парламентская коалиция и 25 марта ушел в отставку прежний глава правительства Жанторо Сатыбалдиев.
3 апреля 2014 года парламент страны утвердил Оторбаева премьер-министром Кыргызской Республики. Возглавлял правительство до апреля 2015-го. Покинув пост главы кабмина, не занимался политикой. Известно, что сотрудничал с международными организациями.
Член наблюдательного совета Американского университета в КР. Член Международного комитета по плазмохимии и оргкомитета международных симпозиумов по плазмохимии.
Автор свыше 230 научных работ, научных монографий, в том числе более 130 научных работ и двух монографий, изданных за рубежом. Под его руководством подготовлены шесть кандидатов наук.
16 сентября 2021 года задержан по делу о коррупции при реализации проекта "Кумтор" и водворен в ИВС СИЗО ГКНБ.
Женат, имеет четверых детей.
