Харитонов родился и вырос в Санкт-Петербурге.

Родители: отец – Рэм Харитонов - скульптор, ювелир и медальер, мама – Юлия Харитонова - инженер-гальваник
Олег с детства мечтал стать актером, посещал Театр Юношеского Творчества. С семи лет он - солист Государственного детского хора ленинградского радио и телевидения. Выступления юного певца часто показывали по ТВ. Помимо увлечения сценой, Олег много времени посвящал ювелирному искусству. В мастерской отца, еще, будучи школьником, он создавал авторские украшения из серебра. Это хобби осталось любимым и поныне. Работы Рэма Харитонова выставляются в Эрмитаже, Русском музее, многих отечественных и зарубежных галереях искусств. Его имя вошло в энциклопедию «Художники всех времен и народов» (25 томов, Германия). С четвертого класса Олег Харитонов увлекся яхтспортом. Походы под парусом по Финскому заливу и в спортивном лагере в Стрельне – самые яркие впечатления детства.
По окончании школы Олег поступил в ЛГИТМиК. Благодаря щедрому вокальному дарованию, он одновременно освоил две специальности: «Актер драмы» и «Актер музыкального театра». Олег уделял серьезное внимание технике вокала и постановке голоса. Он посещал творческую мастерскую знаменитой исполнительницы классических романсов Рубины Калантарян. В то время эта легендарная певица была так же популярна на эстраде, как и знаменитые артисты ее поколения - Алла Баянова, Эдита Пьеха, Сергей Захаров. Она прививала своим ученикам тонкое понимание романса. Под руководством выдающегося педагога, Олег, обладатель выразительного лирического баритона, подготовил программу своего первого сольного концерта. В его репертуаре остались и поныне классические романсы и шлягеры 30-х годов - «Капризная, упрямая», «Хризантемы», «Калитка», «Утомленное солнце», «Скажите, почему».
Мечта всех актеров – сыграть роль Ромео сбылась для Олега Харитонова еще в студенческие годы. Мастер курса Олега - Владимир Иванович Подгородинский основал единственный в России - Театр рок-оперы. Он пригласил перспективного студента в свои постановки легендарных мюзиклов. В спектакле «Юнона и Авось» ему была доверена роль графа Резанова.
По окончании института Олег был приглашен на работу в Санкт-Петербургский государственный драматический театр «Причастие». В составе трупы гастролировал по Германии, Нидерландам, Франции. Актерам его поколения пришлось пережить «перестроечное безвременье», когда практически не снималось кино, а театральные залы были полупустыми. Несколько лет Олег путешествовал по Европе. Он благодарен тому периоду своей жизни за выдавшуюся возможность прикоснуться к великому европейскому культурному наследию. Готические храмы, музеи и картинные галереи Кельна, Берлина, Гамбурга, Киля, Бремена, Амстердама, Парижа – зарядили его мощной энергией созидания и значительно обогатили творческий багаж артиста.