Олег родом із Запоріжжя. Навчався у міській гімназії №108. Потім закінчив Національний університет «Запорізька політехніка», здобув ступінь бакалавра з економіки. У мирному житті працював у закладах громадського харчування. Займався спортом.
З початком повномасштабної війни почав волонтерити у Харкові, де жив на той момент. 17 квітня 2022 року пішов добровольцем у спецпідрозділ «Кракен». У серпні 2022-го переведений до 227-го батальйону 127-ої окремої бригади територіальної оборони ЗСУ.
За час служби солдат Мельниченко О.Д. був нагороджений пам'ятною медаллю «За оборону міста-героя Харків» та посмертно – орденом «За мужність» ІІІ ступеня.
«Мій син був дивовижною дитиною. Пишаюся своїм Героєм! Мужній, самостійний, хоробрий, дисциплінований, працьовитий, відповідальний, організований, справедливий, активний… Ще багато-багато слів можно казати про нього. Він любив життя і любив жити, допомогати, творити. Вже під час війни, коли я дуже за нього хвилювалась і мріяла, щоб він повернувся додому, сказав мені дві фрази: «Мама, країна без мене не впорається», «Я Кіборг, я безсмертний!» – розповіла Олена Мельниченко.
Поховали військового на кладовищі Святого Миколая у рідному Запоріжжі.
Вдома на Олега чекали батьки і молодший брат.
