Otto Heinrich Theodor Willkomm (in anderen Quellen auch: Wilkomm) wurde am 30. November 1847 in Ebersbach in der Oberlausitz geboren.

Er besuchte das Gymnasium in Zittau und studierte von 1865 bis 1868 Theologie an der Universität Leipzig. 1868 wurde er Lehrer am Teichmannschen Institut in Leipzig. Im Februar 1870 trat er in das Missionsseminar ein, 1873 wurde er Superintendent.

Am 25. März 1873 wurde er in Leipzig ordiniert und später nach Indien abgeordnet. Dort war er zunächst zum Erlernen der Sprache bei Missionar Schäffer in Cuddalore. Nach Missionars Kahls Tod kümmerte er sich um die Station Trichinopoly (heute Tiruchirapalli) bis Missionar Schäffer ihn ablösen konnte.

Willkomm heiratete am 11. Januar 1875 in Tranquebar (heute Tharangambadi) und siedelte im Mai 1875 nach Madura (heute Madurai) über. Wegen einer neuen Anstellung trat er aus der Mission aus und reiste im April 1876 von Indien ab.

Er wurde dann von 1876 bis 1979 Pastor in der neu entstehenden missourischen freikirchlich-lutherischen Gemeinde zum heiligen Kreuz in Crimmitschau. 1879 bis 1917 war er Pastor an der St. Johannes-Gemeinde in Planitz bei Zwickau, ab 1917 im Ruhestand in Dresden-Bühlau. 1879 bis 1907 war er Präses der Evangelisch-Lutherischen Freikirche in Sachsen und anderen Staaten. 1921 wurde er zum Doktor der Theologie ernannt.

Otto Heinrich Theodor Willkomm verstarb am 5. August 1933 in Dresden.