Народився 2 червня 1970 у Дніпропетровську.
Навчався у тернопільській школі № 7, з шостого класу перевівся у школу № 10, яку і закінчив у 1987. В школі цікавився хімією, фізикою, відвідував заняття секції з класичної боротьби в Тернополі.
У 1992 закінчив Московський інженерно-фізичний інститут, інженер-фізик за освітою.
1992-1993 рр. - інженер з підготовки виробництва у спеціалізованому малому підприємстві Автекс (Дніпропетровськ).
1993-1995 р.р. – директор Українського фінансового страхового товариства Довіра.
1995-2002 рр. - заступник директора, директор ТОВ "Дніпропетровський комп'ютерний центр", директор ТОВ "Кремнієва долина", заступник директора з економіки ТОВ "Дніпропетровська паперова фабрика".
2002-2006 рр. - народний депутат України IV скликання (обраний у виборчому окрузі №40, Дніпропетровська область). Член фракції Регіони України. Голова підкомітету з питань власності, приватизації та банкрутства Комітету Верховної Ради з питань економічної політики, управління народним господарством, власності та інвестицій.
2006-2007 рр. – народний депутат України V скликання від Партії регіонів (№35 у виборчому списку). Член комітету з питань прав людини, національних меншин та міжнаціональних відносин.
2007-2012 рр. - народний депутат України VI скликання від Партії регіонів (№114 у списку). Голова підкомітету з питань ПДВ та інших податків на споживання (крім акцизного збору) Комітету з питань податкової та митної політики.
З грудня 2012 року по листопад 2014 року - народний депутат України VII скликання, до парламенту пройшов висуванцем Партії регіонів по одномандатному округу №40 у Дніпропетровській області. Член комітету Верховної Ради з питань аграрної політики та земельних відносин.
16 січня 2014 року голосував за "диктаторські закони" - пакет антидемократичних законів, які суттєво обмежували права громадян та свободу слова.
28 березня 2014 року подав документи до Центральної виборчої комісії України для реєстрації кандидатом у президенти України. Він подав до ЦВК повний пакет документів, зокрема про внесення застави у розмірі 2,5 млн. грн. Не отримав підтримки на з'їзді Партії регіонів, 7 квітня 2014 року був виключений з Партії регіонів. Самовидвиженець. 29 квітня 2014 року заявив про зняття своєї кандидатури. 1 травня подав заяву до ЦВК з проханням зняти його кандидатуру з президентських виборів, 2 травня було знято.
3 червня 2014 року Верховна Рада голосами 235 парламентаріїв за необхідного мінімуму 226 позбавила Царьова депутатської недоторканності, і дала згоду на його арешт. У цей момент Царьов перебував у Криму, за власними словами він має намір продовжити боротьбу з українською владою.
26 червня 2014 року обраний "спікером парламенту" Спілки народних республік - об'єднання так званих "ДНР" та "ЛНР", які Генеральна прокуратура України кваліфікує як терористичні. Має відношення до "Комітету порятунку України", створеного в Москві 3 серпня 2015 року колишніми високопосадовцями України часів президентства Януковича.
Олег Царев наполягав на силовому розгоні протестувальників на Євромайдані. Під час початку переговорів Віктора Януковича з лідерами опозиції сказав, що "жодна влада у світі не вестиме переговори з терористами, бандитами та екстремістами".
6 травня 2014 року Олег Царьов заявив про необхідність проведення референдумів 11 травня з питання незалежності так званих Донецької та Луганської республік, а також про плани щодо створення федерації так званої " Новоросії" на південному сході території України.
До середини квітня 2014 року проти Олега Царьова було порушено три кримінальні справи за заклики до зміни територіальної цілісності України шляхом її федералізації, вчинення дій на зміну кордонів території України, а також заклики до насильницької зміни та повалення конституційного ладу. Після проведення першочергових слідчих дій матеріали про заклики до сепаратизму будуть об'єднані в одне кримінальне провадження.
4 листопада 2015 року Генеральна прокуратура України розпочала процедуру заочного засудження Олега Царьова , а 25 березня 2016 року - передала до суду заочний обвинувальний акт проти Царьова.
У травні 2022 року Шевченківський районний суд Києва заочно засудив Олега Царьова до 12 років ув'язнення. Царева визнали винним у публічних закликах до сепаратизму. Також суд визнав екс-нардепа винним у публічних закликах до насильницької зміни та повалення конституційного ладу з використанням ЗМІ.
2000-2002 рр. – голова наглядових рад ВАТ "Дніпродзержинський хлібокомбінат №2", Дніпропетровська паперова фабрика, Новомосковський комбінат хлібопродуктів. Голова дніпропетровської обласної громадської організації «Центр соціальних програм».
Активно брав участь у російських пропагандистських відеозйомках на окупованих територіях Київської області.
В березні 2022 пропонував голові військової адміністрації Кривого Рогу Олександру Вілкулу здати місто російським окупантам, отримав відмову. Через це йому було оголошено підозру у вчиненні правопорушень, передбачених ч. 3 ст. 110 та ч. 1 ст. 111-1 ККУ.
15 вересня 2022 року СБУ повідомила Царьову та іншому колишньому нардепу Володимиру Олійнику про підозру в державній зраді (ст. 111 ККУ) та в незаконному перетинанні державного кордону з метою заподіяння шкоди інтересам держави (ст. 332-2 ККУ).
Дружина - Лариса Царьова (1968 р.н.), працювала помічником директора ВАТ "Дніпропетровська паперова фабрика". Син Максим (1995 р.н.), доньки Ольга (1999 р.н.) та Катерина (2003-2021) та син Ігор (2008 р.н.). Максим та Ольга проживають та навчаються у Великій Британії.
13.07.2023