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Otto Haendler war ein Sohn von Wilhelm Haendler (1863–1938), Pfarrer in Löwenhagen und Bromberg, danach Superintendent von Potsdam und zuletzt Generalsuperintendent von Berlin-Land.
Otto Haendler studierte von 1909 bis 1913 in Berlin und Tübingen Theologie bei Adolf von Harnack, Adolf Schlatter und Reinhold Seeberg. Dann begann er seine pastorale Ausbildung am Berliner Domkandidatenstift unter der Leitung von Ernst Dryander, wo er 1916 ordiniert wurde. 1919 wurde er Pfarrer in Gumtow und wechselte 1925 an die St.-Nikolai-Kirche in Stralsund. 1931 übernahm er die Leitung des Stettiner Predigerseminars, die er nach Konflikten mit den Deutschen Christen wieder abgeben musste.
Von 1935 bis 1949 war er Pfarrer in Neuenkirchen. Schon 1925 war Haendler in Berlin zum Lic. Theol. promoviert worden und hatte sich 1930 in Greifswald für Praktische Theologie habilitiert. Von 1935 bis 1937 absolvierte eine Ausbildung zum Psychotherapeuten. Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs wurde er außerordentlicher und 1946 ordentlicher Professor für Praktische Theologie an der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald. Von 1951 bis zu seiner Emeritierung 1959 war er Professor für Praktische Theologie an der Humboldt-Universität zu Berlin.
Er gilt als einer der Väter der Pastoralpsychologie.
Ein Sohn Haendlers war der Kirchenhistoriker Gert Haendler (1924 – 2019).