После ареста отца в годы сталинских репрессий рос в детском доме в Пятигорске. Окончил Восточный факультет ЛГУ. Работал референтом академика В. В. Струве. В 1965 г. защитил кандидатскую диссертацию по теме «„Рабы царя“ в Египте эпохи Среднего царства», с 1978 — доктор наук (по монографии).
В центре научных работ О. Д. Берлева находились общественные отношения эпохи Среднего царства. Он установил существование и описал основную группу трудового населения в среднеегипетском обществе — ?mw nsw (~ «слуги царя», принято чтение хемуу нисут или хемуу несу). По письменным памятникам Среднего царства О. Д. Берлев составил просопографию низших слоев египетского общества. Исследования Берлева прояснили содержание многих социальных категорий.
Недостаточное отражение в прижизненных печатных работах О. Д. Берлева получили его исследования природы царской власти в Египте. Наиболее полное изложение его взглядов на древнеегипетскую царственность содержится в опубликованной посмертно статье «Два царя — Два Солнца». По мнению О. Д. Берлева, центральное место в египетских взглядах на царскую власть занимало представление о двух солнцах: Солнце, боге-творце всех богов, творце мира, и Солнце, его сыне, царствующем фараоне.
О. Д. Берлев также занимался династийной историей Египта, его работы посвящены царю VI династии Усеркара, генеалогии царских семей времени XIII династии.
О. Д. Берлев внёс вклад в изучение некоторых аспектов египетской письменности: исследовал способы указания филиации в эпоху Среднего царства, установил чтение иероглифа
и имя бога Немти.
О. Д. Берлев опубликовал многие египетские памятники из музеев СССР, участвовал в подготовке каталогов египетских рельефов, стел и скульптуры из коллекции ГМИИ им. А. С. Пушкина и сводного каталога египетских памятников из музеев Российской Федерации, Белоруссии, стран Кавказа, Средней Азии и Балтии.