Народився 7 листопада 1968 року в родині медиків. Батько — майстер спорту СРСР, кандидат медичних наук, лікар збірної СРСР з боксу, Тягнибок Ярослав Васильович. У Львові понині щороку проводять Всеукраїнський легкоатлетичний турнір пам'яті Ярослава Тягнибока. Мати — Тягнибок Богдана Артемівна. Нащадок священничої родини Цегельських: дід по матері Артемій Цегельський, прадід Ігнатій Цегельський та прапрадід Михайло Цегельський були священниками.
1975–1985 — Львівська спеціалізована загальноосвітня школа № 8. Закінчив із атестатом про закінчення повної загальної середньої освіти.
1985–1993 — лікувальний факультет Львівського державного медичного інституту. Отримав диплом бакалавра вищої освіти за спеціальністю лікар-хірург.
1995–1999 — спецправничий факультет Львівського державного університету ім. І.Франка. Отримав диплом бакалавра за спеціальністю юрист.
Після закінчення школи вступив до Львівського медінституту, але після 2-го курсу призваний до Радянської армії (з липня 1987 по травень 1989). Закінчив службу у званні єфрейтора. Після закінчення військової кафедри Медінституту отримав офіцерське звання. Зараз — капітан запасу.
Після поновлення в медінституті ініціював створення в цьому виші Студентського братства, яке очолював з лютого 1990 по грудень 1991.
Грудень 1991 — листопад 1994 — очолював Студентське братство м. Львова.
Був учасником й одним із керівників студентських голодувань 1990 та 1992 років у Києві.
1989—1990 — санітар 1-го хірургічного відділення Львівської обласної клінічної лікарні.
1990—1992 — медбрат нейрохірургічного відділення Львівської міської клінічної лікарні швидкої меддопомоги.
Серпень 1993 — липень 1996 — лікар-інтерн урологічного і 1-го хірургічного відділення Львівської міської клінічної лікарні швидкої медичної допомоги.
1982–1989 — член комсомолу. Був учасником й одним із керівників студентських голодувань 1990 та 1992 років у Києві. Разом із ним участь в голодуваннях брали й інші майбутні народні депутати від «Свободи» — Руслан Зелик та Андрій Міщенко.
З жовтня 1991 — член Соціал-національної партії України (СНПУ) (заснована 13 жовтня 1991 року, офіційно зареєстрована Міністерством юстиції 16 жовтня 1995 року, свідоцтво № 686, з 2004 — Всеукраїнське об'єднання «Свобода»).
Травень 1995 — березень 1999 — уповноважений з питань організаційної роботи СНПУ.
Січень 1997 — березень 1998 — голова Львівської обласної організації СНПУ.
Березень 1998 — лютий 2004 — голова Київської міської організації СНПУ.
Березень 1998 — кандидат в народні депутати України від виборчого блоку «Менше слів», № 7 в списку.
Народний депутат України 3 скликання з березня 1998 по квітень 2002. На час виборів — уповноважений з питань організаційної роботи СНПУ.
Член Комітету ВРУ з питань бюджету з липня 1998, член фракції Українського народного руху з січня 2001 до березня 2002.
Народний депутат України 4 скликання з квітня 2002, висунутий виборчим блоком політичних партій "Блок Віктора Ющенка «Наша Україна».
14 лютого 2004 року відбувся X З'їзд СНПУ, який ухвалив нову назву партії — «Всеукраїнське об'єднання „Свобода“ та обрав народного депутата України Олега Тягнибока Головою ВО „Свобода“.
Спроби партії на виборах 2006 та 2007 років. Стати парламентською не увінчалися успіхом.
У квітні 2008-го ВО "Свобода" висунула свого лідера кандидатом на посаду мера Києва, проте він набрав менше 2% голосів киян. Аналогічний результат він здобув і на президентських виборах 2010 року.
На виборах восени 2012 року ВО "Свобода" на чолі з Тягнибоком отримала 36 депутатських мандатів у Верховній Раді VII скликання. У новому парламенті Тягнибок увійшов до складу комітету ВР з питань інформатизації та інформаційних технологій.
В результаті президентських виборів 2014 року посіла 10 місце серед усіх кандидатів з результатом 1,16%.
За результатами позачергових виборів Верховної Ради у жовтні 2014 року очолювана Олегом Тягнибоком партія Свобода не пройшла до українського парламенту VIIІ скликання, показавши результат 4,7% при прохідному бар'єрі у 5%. Проте за результатами виборів в одномандатних округах до Верховної Ради пройшло 6 депутатів, які балотувалися від ВО "Свобода".
На виборах у ВРУ 2019 року партія Свобода не подолала прохідний бар'єр у 5%.
Лютий 2022 - майор Збройних Сил України.
Одружений. Дружина: Тягнибок Ольга — лікар-епітеміолог. Разом з дружиною виховує 3-х дітей: доньок Ярину-Марію (1992 р.н.), Дарину-Богдану (1995 р.н.) та сина Гордія (1997 р.н.).
Брат - Тягнибок Андрій Ярославович — народний депутат України.
15.10.2023