Олег Борисович Петров народився 18 листопада 1914 р. у Харкові, де його батько в той час був студентом Харківського технологічного інституту. Після завершення батьком освіти, родина переїхала до м. Кам’янського (нині Дніпродзержинськ). У 1924 р. родина переїхала до Катеринослава, де голова родини працював на керівних технічних посадах на металургійних заводах.
У 1937 р. О.Б. Петров закінчив з відзнакою Дніпропетровський інженерно-будівельний інститут (нині Придніпровська державна академія будівництва та архітектури). Основними його викладачами були видатні архітектори Г.П. Швецько-Вінецький і Б.С. Кащенко.
Трудову діяльність О.Б. Петров розпочав ще до війни. З 1937 р. проектував житлові та промислові споруди в Дніпропетровську та Кривому Розі. Під час війни служив сапером, отримав чимало бойових нагород.
Олег Петров розкрився як талановитий архітектор уже в післявоєнний час. У 1946 р. повернувся до Дніпропетровська й активно долучився до відновлення міста. Робота з відбудови зруйнованого Дніпропетровська потребувала висококваліфікованих кадрів, тож і талант Петрова виявився вконче необхідним.
Однією з перших робіт О.Б. Петрова стала архітектурна частина проекту відновлення Мерефо-Херсонського залізничного мосту (1946 р., реалізовано 1951 р.). Зруйновані металеві конструкції двох головних прольотів мосту були замінені на напівкруглі з залізобетону. Так з’явився легкий ажурний силует моста на дніпровськими водами, що став одним із символів Дніпропетровська.
Загальний стаж роботи О.Б. Петрова в архітектурній галузі – 52 роки. З 1953 р. викладав у Дніпропетровському інженерно-будівельному інституті (нині Придні-провська державна академія будівництва та архітектури): асистент, доцент, завідувач кафедрою архітектурного проектування (з 1967 по 1979 рр.), професор (з 1981 р.). У 1970 р. О.Б. Петров заснував тут архітектурний факультет.
У п’ятдесяті роки XX ст. О.Б. Петров спроектував декілька парадних архітектурних ансамблів, серед яких дві площі – ім. Леніна та площа наприкінці вулиці Робочої в Дніпропетровську, а також площа ім. Леніна в Дніпродзержинську.
На початку 1950-х рр. архітектор створив ансамбль площі наприкінці вулиці Робочої перед Дніпровським машинобудівним заводом, згодом – славнозвісним Південним машинобудівним заводом («Південмаш»). Площу облямовують два житлових п’ятиповерхових будинки, увінчаних характерними баштами. Архітектурного завершення ансамбль цієї площі набув у 1958 р., коли за проектом О.Б. Петрова (виконаний у 1952–1953 рр.) в її центрі була збудована адміністративна будівля ПМЗ. Чотириповерховий корпус став домінантою забудови вулиці Робочої. Також слід відзначити, що це остання значна споруда в стилі «сталінський ампір» у Дніпропетровську.
У 1951–1954 рр. О.Б. Петров спроектував центральну площу ім. Леніна в Дніпродзержинську. А у 1956–1963 рр. став співавтором головної площі Дніпропетровська – ім. Леніна.
Площу ім. Леніна створювали заново на місці зруйнованих під час війни декількох кварталів проспекту К. Маркса. Петров спроектував дві бічні будівлі площі, де розмістилися згодом проектні інститути. П’яти-семиповерхові споруди вдало вписалися в ансамбль. За проектом наріжні частини корпусів мали бути на два поверхи вище і мати набагато більш виразне декоративне завершення. Але наприкінці 1950-х рр. на державному рівні було оголошено боротьбу із донедавна панівним у державі стилем «сталінський ампір». Через це дві будівлі Петрова залишилися недобудованими, хоча зовні це майже не помітно. Центральна будівля площі (Придніпровський раднаргосп, згодом – Міністерство чорної металургії Української РСР) різко контрастує з бічними будівлями. Будинок Міністерства проектували інші архітектори, і в результаті боротьби з «архітектурними надмірностями» помпезний обрис головної будівлі, на відміну від будівель Петрова, було гранично спрощено.
Один із головних архітектурних об’єктів у творчій спадщині О.Б. Петрова – житловий будинок на 123 квартири по проспекту К. Маркса, 55 (проект 1953 р., реалізовано у 1954–1955 рр.). Справжній архітектурний гігант займає цілий квартал між вулицями Артема і К. Лібкнехта. Цю будівлю – яскравий зразок стилю «сталінський ампір» – зводили для робітників і дирекції заводу К. Лібкнехта, що суттєво відбилося в архітектурному оформленні. Над першим поверхом підносяться чотири статуї робітника-металурга з кайлом і жінки з «рогом достатку», яка тримає дитя (по дві відповідно). П’ятиповерхова будівля довжиною 140 метрів з різко підвищеною центральною частиною нагадує своєю архітектурою палац. За радянських часів тут розташовувалися два центральні магазини міста – Будинок науково-технічної книги та Центральний гастроном, а сам будинок вважався одним з найфешенебельніших житлових комплексів. Це своєрідний пам’ятник відновлення міста. Можна стверджувати, що цей житловий будинок О.Б. Петрова став одним із визнаних символів післявоєнного відновлення проспекту і міста в цілому.
У 1954 р. О.Б. Петров виконав проект меморіального комплексу в Севастопольському парку, утвореному на місці колишнього Севастопольського кладовища (споруджений у 1955–1956 рр.). Монумент присвячений пам’яті похованих захисників Севастополя часів Кримської війни 1854–1855 рр. Центральним елементом комплексу став курган зі спорудженим на ньому монументом у формі піраміди. Цей проект О.Б. Петров виконав безкоштовно як данину пошани до міської історії.
Значними творчими здобутками архітектора стали інші будівлі у стилі «сталінський ампір», побудовані протягом 1950-х рр.: житловий будинок на вул. Центральній, 2; приміщення будівельного технікуму по вул. Гоголя, 29 (нині тут розташовується Дніпропетровський регіональний інститут державного управління Національної академії державного управління при Президентові України).
Здавалося б, О.Б. Петров майстерно виявляв себе в межах одного архітектурного стилю – «сталінський ампір». Але, коли наприкінці 1950-х рр. цей стиль остаточно відійшов в минуле, архітектор не припинив активної творчої діяльності. Навпаки, розпочався новий яскравий етап його архітектурної кар’єри.
О.Б. Петров продовжував експериментувати в різних стилях. У 1960–1970-х роках створив комплекс проектів для своєї alma mater. За ними побудовані головний шестиповерховий «скляний корпус» по вулиці Чернишевського, 24-А (1970 р.), тринадцятиповерховий навчальний корпус (1974–1975 рр.), спортивний корпус із басейном і комплекс гуртожитків по вулиці К. Цеткін, 13-А–13-Г (1976–1980 рр.).
Останньою значною роботою, своєрідною «лебединою піснею» в архітектурній творчості О.Б. Петрова став літній театр «Будівельник» на 1100 місць у парку Чкалова (нині – Глоби), побудований у 1978 р. Він замінив собою театр менших розмірів на маленькому острові, який існував ще з 1952 р. Вже на схилі життя архітектор отримав замовлення на проект нової будівлі літнього театру на озері. Він запропонував абсолютно оригінальне, нетрадиційне рішення. В результаті з’явилася цілком оригінальна будівля з овальним завершенням, ніби піднесеним над водою. Остання видатна робота О.Б. Петрова зовсім не схожа на все, чим займався раніше зодчий, і також спонукає замислитись про багатогранність його таланту.
Однією з останніх робіт архітектора став проект меморіалу біля села Військове Солонянського району на честь воїнів-героїв, учасників форсування р. Дніпро у 1943 р. (побудований у 1985 р.).
Помер О.Б. Петров у 1994 р., у віці 80-ти років. Похований на першій ділянці алеї почесних поховань Сурсько-Литовського кладовища.
Автор понад 80-ти архітектурних проектів, класик «сталінського ампіру», який закінчив свою творчість «брежнєвським мінімалізмом» і експериментами в стилі «хай-тек». Таким широким був творчий діапазон архітектора Олега Петрова, будівлі та ансамблі якого стали визнаними архітектурними символами Дніпропетровська другої половини XX століття.