Закончил МФТИ по специальности «проблемы физики и астрофизики» . Дипломная работа была посвящена сверхпроводимости белых карликов. В 1978 году закончил аспирантуру у Виталия Гинзбурга с диссертацией на тему сверхпроводимости анизотропного и неоднородного вещества. С 1996 года доктор физико-математических наук, тема диссертации «Влияние сильного электрон-фононного взаимодействия на динамические и термодинамические свойства сверхпроводников».
Сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (сектор теории сверхпроводимости) и Института физики твёрдых тел имени Макса Планка в Штутгарте. Также вёл преподавательскую работу в МФТИ и на физическом факультете Тюбингенского университета.
Темы исследований: сверхпроводимость; диэлектрическая восприимчивость и магнитная проницаемость твёрдых тел; функции реакции конденсированных сред; системы с тяжёлыми фермионами.
О. В. Долгов является автором или соавтором более чем ста публикаций в профессиональной литературе, включая такие ведущие советские, американские и европейские физические журналы, как Успехи физических наук, Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, Physical Review B, Physical Review Letters, Physica C: Superconductivity.
В телеклуб Олег Долгов впервые попал в 1979 году по рекомендации Виктора Сиднева. Лауреат специального приза «За уверенность в своих знаниях» за 1980 год. В 1987 году Долгов, выступавший в составе сборной СССР (другие участники — Виктор Сиднев, Александр Бялко, Александр Друзь, Никита Шангин), был удостоен приза международных игр «Что? Где? Когда?» в Болгарии — «Фарфоровой улитки». В 2000 году сел за стол в составе «сборной 80-х годов» в рамках Юбилейных игр клуба.