Олег Нефедов родился 1 августа 1974 года в городе Кузнецк, Пензенская область. В 1996 году окончил юридический факультет Московского государственного университета имени Ломоносова. После окончания университета работал следователем прокуратуры Ленинского района города Ульяновск. Позже занял должность старшего следователя прокуратуры города Ульяновск.
С февраля 1999 года в течении пяти лет являлся юрисконсультом в ЗАО «Ульяновск-АСКО».
Указом Президента Российской Федерации в 2004 году Нефедова назначили судьей Ленинского районного суда города Ульяновска. На этой должности Олег Николаевич проработал шесть лет, рассматривал гражданские дела на высоком профессиональном уровне.
В 2010 году Олег Нефедов занял пост судьи Ульяновского областного суда судебной коллегии по гражданским делам. Также в 2015 году назначен председателем судебного состава первой инстанции по гражданским делам.
С января 2015 по октябрь 2017 года являлся председателем судебного состава первой инстанции по гражданским делам Ульяновского областного суда.
На пленарном заседании 5 октября 2017 года тайным голосованием Совет Федерации назначил Олега Нефедова новым судьей Верховного суда Российской Федерации.
С августа 2023 года – председатель судебного состава первой инстанции Судебной коллегии по административным делам Верховного Суда Российской Федерации.