Родился в Ленинграде (1934). Окончил Ленинградский технологический институт им. Ленсовета по специальности «химия и технология стекла» (1957). Работает в Государственном оптическом институте им. С. И. Вавилова, последовательно занимая должности инженера (1957), младшего научного сотрудника (1962), старшего научного сотрудника (1970), ведущего научного сотрудника (1989), главного научного сотрудника лаборатории ОМ62 ФГУП НИТИОМ ВНЦ «ГОИ им. С. И. Вавилова» (1992) (нач. лаб. В. Н. Полухин).
Под руководством О. С. Щавелева выполнены исследования комплекса физико-химических и технологических свойств стёкол разных основ и структур, а именно: оптических, термооптических, фотоупругих, ионообменных, термофизических свойств, термической, лучевой, радиационно-оптической, химической устойчивости, спектрального поглощения, ультра- и радио люминесценции, электропроводности, вторичной электронной эмиссии, параметров люминесценции активаторов. Разработаны системы расчёта многих свойств, позволившие разработать состав и технологию производства практических стёкол новых поколений и классов. Автор более чем 200 публикаций и изобретений, а также большого числа промышленных стекол. Он подготовил 8 аспирантов, из которых двое защитили докторские диссертации.
Награждён медалями СССР и ВДНХ.