Doğu Türkistan’ın Kumul şehrinde tüccar bir ailede dünyaya geldi. Bir yaşında annesini, dört yaşında babasını kaybetti. Babası Tileş Begim, vefat etmeden önce henüz dört yaşında olan oğlunu, Kumul’un önde gelen isimlerinden biri olan dostu Osman Hacı’ya evlatlık olarak verdi. Kendi çocuğu olmayan Osman Hacı, ticaretle uğraşan ve bu sebeple yabancı ülkelere gidip gelen, görmüş ve okumuş bir kişi olarak Ötkür’ü kendi oğlu gibi gördü ve iyi bir eğitim almasına özen gösterdi. Abdurehim Ötkür ilk olarak dinî mektepte okudu. Bu dönemde yetişmesinde Sufi Allahyar’ın şiirlerinin önemli etkisi vardır. Ötkür’ün dinî mektepte okuduğu yıllarda gerçekleşen Kumul Ayaklanması sırasında Kumul’daki bütün okullar kapatıldı ve halk, şehri terk etmeye başladı. Abdurehim Ötkür de bu sebeple tahsiline devam edemedi. Osman Hacı ve ailesi ile birlikte Kumul’dan ayrılarak Gensu’ya (Kansu) gitmek zorunda kaldı. Burada Osman Hacı’nın kayınvalidesi Marihan Hanım’dan evde ders alarak eğitimine devam etti. Marihan Hanım’dan dinlediği hikâyeler, masallar, atasözleri ve bilmeceler onun edebî hayatında önemli rol oynadı. Aynı yıllarda Osman Hacı’nın kardeşleri tarafından zor işlerde çalıştırıldı ve bir süre çobanlık yaptı. İleride kaleme alacağı “İz” romanının konusunu oluşturacak Kumul Ayaklanması hakkındaki ilk bilgileri, çobanlık yaptığı sırada kendisine dostluk eden Çoban Rozi’den öğrendi.Kumul’daki ayaklanmanın başarıyla sonuçlanması nedeniyle Osman Hacı, Üçturfan sınırına gümrük görevlisi olarak tayin edildi. Böylece aile önce geçici olarak Gansu bölgesine gitti, ardından Üçturfan’a döndü. Hayatındaki bu sıkıntılar sebebiyle ilk tahsilini ancak 1936 yılında tamamlayabilen Ötkür, orta tahsilini Ürümçi’deki bir gimnaziyada (askerî okulda) aldı. Sovyetlerde eğitim alan Uygur aydınlarının da öğretmenleri arasında bulunduğu bu okul, onun için âdeta yeni bir dünya gibiydi. Bu okulda pozitif bilimlerle, Rus ve Sovyet Edebiyatı ile tanıştı; Puşkin, Lermontov, Tolstoy, Abdullah Tukay, Hadi Tahtaş, Uygur, Ömer Muhemmedi, Turdi Hesen gibi yazarlardan ilham alarak okul duvar gazetesinde ilk şiirlerini yayımlamaya başladı. Üç yıl bu gimnaziyada okuduktan sonra 1939-1942 yılları arasında Ürümçi’deki Pedagoji Fakültesinde eğitim aldı.Üniversite eğitimini tamamladıktan sonra Kız Gimnaziyasında öğretmen olarak çalıştı. Daha sonra gazetecilik yaptı. Bir süre Ürümçi Ortaokulunun müdürlüğünü de yapan Ötkür, çeşitli gazetelerde editörlük de yaptı. Rusça, Arapça eserler okudu, Uygur Türkçesinin gramerini inceledi ve Batı Türkistan’da yayımlanan Şerk Hekikiti ve Kazak Eli gibi dergiler vasıtasıyla klasik edebiyat ve aruz vezniyle tanışma imkânı buldu. Özellikle Özbek, Tatar, Arap ve Fars edebiyatının onun üzerindeki etkisi derindir. Aynı yıllarda Şincan Géziti’nin Uygur Editörlük Bölümünün baş editörlüğü, Altay dergisinin baş editör yardımcılığı gibi görevlerde bulundu. Bu sırada eski ve yeni Türk dili ve Çinceyi öğrendi.

1943-1944 yıllarında halkın, Şeng Şi-sey hükümetinin baskıcı politikalarına başkaldırması, Üç Vilayet İnkılabı’nı beraberinde getirdi. Doğu Türkistan’ın kuzeyindeki üç vilayet, bağımsızlığını kazandı ancak, diğer bölgeleri kurtarma imkanı elde edilene kadar Üç Vilayet Hükümeti yetkilileri kumpasla ortadan kaldırıldı. Ardından ayaklanmaya öncülük edenler ve eserleriyle bu ayaklanmayı destekleyenler tutuklanmaya başladı. Abdurehim Ötkür de 1944 yılında tutuklandı. Bu tutukluluk, bir yıl sürdü.

1949 yılından sonra meydana gelen siyasi olaylar şair ve yazarların yazma özgürlüğünü kısıtladı. Bu yasağa karşı gelenler ise ağır bir şekilde cezalandırıldı. Abdurehim Ötkür’ün 1949-1968 yılları arasında şiir kitabı yayımlamamasını, dönemin mevcut koşullarıyla açıklamak mümkündür. Aynı zamanda kimi kaynaklarda tam tarihi bilinmemekle birlikte şairin bu dönemlerde uzun bir süre hapis yattığı da belirtilmektedir.

1967 yılına kadar Abdurehim Ötkür, siyasi bürolarda ve Şincan Géziti idaresinde tercüme çalışmaları ile meşgul oldu. 1979 yılından sonra Şincan Sosyal Bilimler Akademisinin Edebiyat Araştırmaları Bölümünün başkan yardımcısı ve bu akademi tarafından yayımlanan Sosyal Bilimler dergisinin yazı işleri müdürü olarak çalıştı.

1966-1976 yılları arasında Mao tarafından gerçekleştirilen Kültür Devrimi boyunca zor günler geçiren şair, bu dönemde devrimi gerçekleştiren Dörtlü Çete’nin yaşattığı sıkıntıları, daha sonra yayımlanan şiirlerinde dile getirdi.

Çin Türk Dili İlim Cemiyeti, Çin Eski Yazı Araştırmaları İlmî Cemiyeti ve Çin Cemiyeti Şincan Uygur Özerk Bölgesi Şubesinin üyeliklerinde bulundu. 6 Ekim 1995 tarihinde 72 yaşında yakalandığı kanser hastalığını yenemeyerek Ürümçi’de vefat etti.