Otto Sonnleitner stammte aus Würzburg, wo bereits sein Vater als Bildhauer wirkte. Nach einer Bildhauerlehre in der väterlichen Werkstatt und dem gleichzeitigen Besuch der „Freihand-, Kopf- und Aktzeichenklasse“ des Polytechnischen Zentralvereins (eine Einrichtung, die später im Fachbereich Gestaltung an der FH Würzburg aufging) studierte er Bildhauerei und schloss sein Studium als Meisterschüler Joseph Wackerles an der Akademie der Bildenden Künste München ab.