Ursprünglich gehörte der Kirchsprengel Mögeldorf - zu dem Laufamholz nebst rund 30 weiteren Ortschaften und Höfen zählte - zum Pfarrbezirk Altdorf, bis er sich um 1400 mit oberhirtlicher Genehmigung verselbständigte. In der neuerrichteten Pfarrei baute man 1414-1416 ein eigenes Gotteshaus mit Pfarrhof, die Kirche St. Nikolaus und Ulrich. Die Gläubigen aus Laufamholz gingen dann jahrhundertelang auf dem heutigen "Laufamholzer Kirchensteig" zum Gottesdienst in Mögeldorf, und sie trugen ihre Verstorbenen auf den dortigen Friedhof. Das "gewöhnliche Volk" erhielt seine letzte Ruhestätte auf dem Gottesacker, die vornehmen Herrschaften unter dem Chor im Kircheninnern. Heute noch ist der "Totenstein" an der Laufamholzstraße auf der "Grenze" zwischen beiden Stadtteilen zu sehen.
Der erste sakrale Bau auf Laufamholzer Boden stammt ebenfalls aus dem 15. Jh. Es handelt sich bei ihm um die Quellkapelle "Zur Schmerzhaften Mutter", die nahe der Unterbürg zu finden ist. So klein und unscheinbar dieses Bauwerk auch vorkommt, es erregte trotzdem einmal die Aufmerksamkeit der Kurie - leider in negativer Weise. Auslöser war ein Konflikt mit der Mögeldorfer Kirche um Spendengelder. Papst Alexander VI. verfügte jedenfalls am 1. Februar 1510 in der "Bulla Apostolica pro demolitione" den Abriss der Kapelle. Diese Weisung wusste der damalige Grundherr zu umgehen, und sie ist auch bis zur Gegenwart nicht ausgeführt worden.
Nachdem der Rat der Reichsstadt Nürnberg 1525 die evangelische Lehre eingeführt hatte, gab es nur noch sehr wenige Katholiken unter dem Schutz des Deutschen Ordens. Dies änderte sich erst im 19. Jahrhundert, als im Zuge der Industrialisierung viele Katholiken aus der Oberpfalz und aus Oberfranken nach Nürnberg kamen. Für die im Osten Wohnenden war ab 1810 die Frauenkirche zuständig. Seit 1905 existierte dann eine Notkirche in Mögeldorf am Weißen Weg. Doch die Laufamholzer Katholiken – 1920 waren es etwa 85 - wollten bald auch nicht mehr bei jedem Wetter zu dieser Notkirche laufen und gründeten den „Kirchenbauverein Laufamholz und Umgebung".
Er erwarb am 9. Mai 1922 eine Militärbaracke der Klarissenkaserne Bamberg, um damit eine Notkirche unweit der Kreuzung Heuchlinger Straße / Moritzbergstraße zu errichten. Der Kaufpreis von 35.280,- Mark wurde im Nachhinein vom Erzbischöflichen Ordinariat übernommen. Bereits am 28. März 1922 war die Kuratie St. Karl Borromäus in Mögeldorf zur Pfarrei erhoben worden, wodurch die katholische Gemeinde in Laufamholz den Status einer Filialgemeinde erhielt.
Die Weihe der Notkirche nahm am 9. November 1922 Erzbischof Dr. Jakobus v. Hauck vor. Schon jetzt erkor man den heiligen Bischof Otto zum Schutzpatron. Erwähnenswert ist, dass 1925 Spenden den Kauf einer kleinen Glocke ermöglichten, zehn Jahre später schließlich die Anschaffung eines Tabernakels aus Stahl. Daraufhin genehmigte am 22. März 1935 das Bamberger Generalvikariat die Aufbewahrung des Allerheiligsten in St. Otto. Die seelsorgerische Betreuung der Filialgemeinde und ihres Gotteshauses besorgte ein Kaplan der Pfarrei St. Karl.
Dem Bombenhagel durch die Alliierten in der Nacht des 28./29. August 1943 fiel neben einer großen Zahl anderer Gebäude auch die St.-Otto-Notkirche zum Opfer. 1947 erwarb die Pfarrgemeinde - deren Mitgliederzahl inzwischen auf ca. 500 angestiegen war - eine ehemalige Arbeitsdienstbaracke, die sie anschließend unter mühevoller Materialbeschaffung zur Notkirche ausbaute. Noch vor deren Fertigstellung nutzte man den Rohbau während der Weihnachtszeit 1947 zur Inszenierung des Adventsspieles "Herbergsuche". Die Weihe der neuen Notkirche St. Otto - die genauso hergerichtet war wie die zerstörte - vollzog am 18. Januar 1948 Erzbischof Otto Kolb. Neun Jahre später trug der Sammelfleiß der weiblichen Gemeindemitglieder die Kaufsumme für einen neuen Tabernakel zusammen.