Nací el 28 de noviembre de 1885 en Atlixco, Puebla. Mi padre fue el coronel Pedro Ochoterena y mi madre Virginia Mendieta de Ochoterena. Mi vida escolar comenzó en Puebla, pero a los 16 años perdí a mi padre y me mudé junto con la familia a la Ciudad de México. Ahí estudié el bachillerato en la Escuela Nacional Preparatoria.. Tras la muerte de mi padre regresé a Puebla para comenzar mi vida laboral como profesor, trabajo que continué años después en los estados de Durango y San Luis Potosí.

En 1912 me casé con Carmen Sarabia Castillón, hermana del famoso aviador Francisco Sarabia. Desempeñé cargos como el de Inspector de Educación Pública y Director General de Educación. Paralelamente, realicé exploraciones a varias regiones de México como a la Sierra Madre Occidental y Oriental, de las que derivaron mis primeras publicaciones sobre la vegetación y el relieve de México, comenzando así mi gusto por la botánica y en especial por las increíbles cactos. Mi labor con los cactos fue continuada por mi estudiante Helia Bravo

Posteriormente regresé a la Ciudad de México, donde en 1916 ingresé a la Dirección de Estudios Biológicos, y a partir de 1921 me desempeñé como maestro universitario en distintas dependencias de la Universidad Nacional Autónoma de México. En 1943 ingresé como miembro del Colegio Nacional. Fundé la cátedra de Histología en la Escuela Médico Militar, razón por la cual obtuve el grado de teniente coronel.

Publiqué más de 200 escritos en varias áreas de la biología además de la botánica, como la reproducción celular, cancerología, histología comparada, genética y embriología. Me interesaba mucho la evolución biológica, particularmente en las ideas del naturalista inglés Charles Darwin, y en el origen de la vida, temas que introduje en mi libro Lecciones de Biología de 1922 y Tratado Elemental de Biología. Creo que contribuí significativamente a la construcción e institucionalización de la biología moderna en México. El 11 de abril de 1950 fallecí en la Ciudad de México y descanso en la Rotonda de las Personas Ilustres del Panteón Civil de Dolores.