Otellini se je podjetju pridružil leta 1974 in je po izobrazbi ekonomist z MBA. V letih 1994-1996 je bil podpredsednik in menedžer za prodajo in trženje, v letih 1996-1998 pa je bil vodja te enote. V letih 1998-2002 je bil izvršni podpredsednik in vodja enote, ki je razvijala mikroprocesorje in vezne nabore. V upravni odbor se je prebil leta 2002, ko je bil izvoljen za operativnega direktorja; izvršni direktor in s tem vodja podjetja je postal leta 2005.
Upravni odbor je že napovedal, da bo začel iskati novega izvršnega direktorja. Kandidate bodo iskali tako v podjetju kot izven, postopek pa naj bi bil končan v šestih mesecih. Nazadnje so zunanjega kandidata zaposlili leta 1993, in sicer Louja Gerstnerja, ki je podjetje preusmeril iz strogo strojne branže v nudenje storitev in podpore. Odločitev se je takrat obrestovala.
Investitorji Otellinijevega odhoda niso pričakovali, zato je delnica takoj po objavi vesti izgubila tri odstotke, potem pa se je ustalila. Otellini je bil dober izvršni direktor, ki se je moral spopasti z nekaterimi nepriljubljenimi ukrepi. Leta 2008 je moral odpustiti desetino zaposlenih, da je podjetje privarčevalo več milijard letno in se ponovno zavihtelo med prvake. Otellini je bil tudi ključna figura za Applov prehod na Intelove procesorje. Toda čeprav je AMD v tem času postal drugorazredni igralec, Intel ni mogel biti brezskrben. Pojavili so se namreč RISC-procesorji, predvsem arhitektura ARM, ki ogroža njihov primat.
