Разработал методы восстановления формы и функций поврежденных суставов конечностей из собственных тканей с помощью шарнирно-дистракционных аппаратов, изучение биомеханических особенностей и фрикционных свойств суставов. Экспериментально и клинически установил явление полной регенерации хрящевой ткани поврежденных суставов при определенных условиях (1978 г.).
Автор более 400 научных работ, в числе которых 12 монографий. Ему принадлежит научное открытие, он является автором 92 изобретений, имеет 44 зарубежных (США, Англия, Швеция, Швейцария, Канада, ФРГ, Франция, Япония) и 4 российских патента. Выпускаемые серийно 9 видов аппаратов для лечения переломов костей и повреждений суставов, разработанные О. В. Оганесяном, применяются в России и экспортированы в 24 страны; 16 раз аппараты награждались медалями ВДНХ и 11 раз — медалями и грамотами зарубежных стран. Под его руководством защищены 24 кандидатские и 8 докторских диссертаций.
После землетрясения в Армении переоборудовал свое отделение в лазарет для все пребывающих из зоны бедствия. Вместе с коллегами, провел множество операций по спасению конечностей и восстановлению их двигательной способности. Работал в Сербии, спасая жизни участников межнационального конфликта.
Профессор кафедры травматологии и ортопедии Московской медицинской академии им. М. И. Сеченова, консультант клиник Медицинского центра Управления делами Президента РФ.
Член Межведомственного научного совета по травматологии и ортопедии РАМН и Минздравсоцразвития РФ, правления Всероссийского общества травматологов-ортопедов, Международного общества хирургической ортопедии и травматологии, Всемирного концерна по травматологии и ортопедии, редакционной коллегии журнала "Вестник травматологии и ортопедии".
О. В. Оганесян, И. Н. Шинкаренко, В. П. Абельцев. М., 1984
Награжден орденом Почета (2004).
Дважды лауреат Государственных премий СССР, лауреат Государственных премий РФ (1999).
Заслуженный деятель науки РСФСР, заслуженный изобретатель РФ.