Johann Friedrich ORTLOB était le fils du théologien Carl ORTLOB.
Il reçoit une formation précoce à l'école d'Oels, au Maria-Magdalenen-Gymnasium et au Elisabet-Gymnasium de Breslau. Il commence des études de médecine pendant un an à l'université de Francfort (Oder) sous Bernhard Friedrich ALBINUS et les poursuit pendant trois ans à l'université de Leipzig sous Johannes BOHN, où il obtient le doctorat en septembre 1684. Après avoir voyagé en Hollande, en Angleterre et en France, il revient à Leipzig en 1686 et se marie la même année avec Johanna Sophia EBERNHARD, avec qui il eut quatre fils et quatre filles.
Il donne des cours d'anatomie et de physiologie à l'université de Leipzig et est nommé médecin personnel du prince électeur de Saxe en 1699 et membre de la Leopoldina le 3 juin 1700. Dès le 4 mars 1699, il est admis à l'Académie royale des sciences à Paris, nommé correspondant de Joseph-Guichard DU VERNEY. Lors d'un voyage de service à Dresde en novembre 1700, il tombe gravement malade décède le matin du 12 décembre à Leipzig et est enterré le 16 décembre dans cette ville.
Son frère était le pédagogue Johann Christoph ORTLOB et son oncle le physicien de la ville de Breslau Friedrich ORTLOB.