Защищал цвета национальной сборной Казахстана. За национальную сборную сыграл 28 матчей, забил 6 голов. В олимпийской сборной Казахстана (1995—1996) сыграл 9 игр, забил 10 голов.
Олега Литвиненко нашли повешенным в его квартире в Таразе. Официальная причина смерти самоубийство.