В 1955 году окончил металлургический факультет ЛПИ.
С 1955 по 1964 гг. работал во Всесоюзном алюминиево-магниевом институте, был руководителем группы в титано-магниевой лаборатории.
В 1964-1966 гг. доцент, заведующий кафедрой металлургии легких и редких металлов, декан металлургического факультета Красноярского института цветных металлов.
С 1966 по 2007 г. работал в ЛЭТИ-СПбГЭТУ в должности доцента, профессора и заведующего кафедрой физической химии (1976-2007).
Тематика научных исследований - электрохимия растворов и расплавов, металлургия легких и редких металлов. Много и плодотворно занимался внедрением новых технологий и аппаратуры в производство. Участвовал в опытно-промышленных исследованиях на Подольском химико-металлургическом заводе, Березниковском титано-магниевом и Соликамском магниевом комбинатах, Красноярском, Братском, Таджикском, Волгоградском алюминиевых заводах.
Под руководством О. А. Лебедева на кафедре были подготовлены новые курсы: экологической химии, аналитической химии, органической химии, материаловедения и технологии конструкционных материалов. О. А. Лебедев занимал активную позицию по вопросу формирования химического мышления у выпускников технических вузов, что способствовало сохранению и развитию курса химии в СПбГЭТУ.