Олег Барабанов родился 18 марта 1971 года в городе Бийск, Алтайский край. Окончил исторический факультет Московского государственного университета имени Ломоносова в 1993, аспирантуру исторического факультета МГУ имени Ломоносова в 1996.
В 1997 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата исторических наук по теме «Суд и право в генуэзских факториях Причерноморья: гражданский судебный процесс».
В 2005 году защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора политических наук «Италия после холодной войны: адаптация нациисударства к новым вызовам мировой политики».
Проходил обучение в Международном центре итальянских исследований при Университете Генуи, на курсах повышения квалификации вузовских преподавателей в Центрально-Европейском университете, участвовал в учебной программе Международного республиканского института и в курсе старших экспертов по миротворчеству и международному праву в Национальной оборонной академии Швеции. Проходил научно-практические стажировки в департаменте внешнеполитического планирования Министерства иностранных дел Российской Федерации и в Национальном фонде поддержки кадров при Министерстве образования РФ.