Является кандидатом химических наук, доктором экономических наук (тема докторской диссертации — «Системные преобразования механизмов регулирования и управления межбюджетными отношениями в Российской Федерации»).
Родился 25 августа 1950 года в Тамбове в многодетной семье.
В 1972 году окончил Тамбовский институт химического машиностроения. После института работал инженером. Потом поступил в аспирантуру в московский Научно-исследовательском физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова. Закончил её в 1977 году. С 1977 года — старший научный сотрудник тамбовского НИИ химикатов для полимерных материалов.
С 1981 года — на партийной работе, был помощником первого секретаря Тамбовского обкома КПСС, первым секретарем Котовского райкома КПСС.
В 1987 году закончил ростовскую Высшую партийную школу.
Закончил Российско-американскую школу бизнеса и административного управления при Тамбовском техническом университете.
В 1990 году на Учредительном съезде КП РСФСР был избран членом ЦК этой партии.
С декабря 1991 года — заместитель, с января 1992 года — первый заместитель главы администрации Тамбовской области по вопросам экономики и управления.
В марте 1995 года указом Президента РФ Б.Ельцина был назначен главой администрации Тамбовской области. На выборах главы областной администрации в декабре 1995 года уступил во втором туре коммунисту Александру Рябову.
С 1996 по 1998 год — начальник управления Федерального казначейства по Тамбовской области. С 1998 по 1999 год — полномочный представитель Президента РФ в Тамбовской области.
26 декабря 1999 года победил во втором туре выборов главы администрации Тамбовской области, набрав более 50 % голосов избирателей и опередив второго претендента — действующего главу области А. Рябова (более 44 % голосов).
С января 2000 года по должности входил в Совет Федерации, являлся членом Комитета по бюджету, налоговой политике, финансовому, валютному и таможенному регулированию, банковской деятельности. В декабре 2001 года сложил полномочия сенатора в соответствии с новым порядком формирования верхней палаты российского парламента.
7 декабря 2003 года был во второй раз избран губернатором Тамбовской области, набрав 71 % голосов избирателей, участвовавших в голосовании.
13 июля 2005 года депутатами Тамбовской областной Думы по представлению Президента РФ В. Путина был единогласно утвержден в должности губернатора области на новый срок.
7 июня 2010 года депутатами Тамбовской областной Думы по представлению Президента РФ Д. Медведева был вновь утверждён в должности главы администрации.
16 мая 2008 года, в интервью газете «Комсомольская правда» Бетин заявил, что «люди, занимающиеся публичной политикой, обязаны быть высоконравственными», а Косенков, якобы имевщий любовные отношения с мужчиной, «бросил тень на власть. На всю российскую власть в целом». Бетин призвал «чистить это поганое гнездо», а также центральные СМИ, в которых, по его мнению, «полно „голубых“». Отвечая на вопрос корреспондента о толерантности, Бетин заявил:
И. С. Кон охарактеризовал такое заключение как «результат социологической безграмотности» и пояснил, что геи «везде и всюду признаются социально-сексуальной группой, а если они начинают борьбу за свои гражданские права, то приобретают также статус социально-политической группы». По словам Кона, отсутствие официальной реакции президента Медведева, который отвечает за любые публичные заявления назначенного им чиновника, а также генпрокуратуры, — яркая «иллюстрация положения с правами человека в России».
Олег Иванович женат. Имеет двоих детей и троих внуков. В свободное время тамбовский губернатор любит столярничать, заниматься огородом.