Артем Овечкин родился 11 июля 1986 года в городе Бердск, Новосибирская область. Вырос в семье рабочих. Хотел кататься на мотоцикле, но было дорого. Занимался разными видами спорта, дольше всего задержался в греко-римской борьбе. В 13 лет Артем пришел в велоспорт. Первые годы занимался несерьезно, затем стал выезжать на гонки. Одиннадцатый класс заканчивал в городе Санкт-Петербург. После школы учился в педагогическом колледже.

В семнадцать лет Овечкин впервые выиграл Первенство России среди юниоров. Становился многократно Чемпионом в различных гонках на шоссе. На Чемпионат Европы впервые попал в 2008 году, заняв третье место. Позднее выступал за команды «Катюша», «Русвело».

Тренируясь у Александра Кузнецова, в 2009 году одержал победу на Чемпионате России в индивидуальной гонке с раздельным стартом. В том же году подписал контракт с «Локомотивом». Затем завоевал бронзовую медаль в индивидуальном преследовании.

Овечкин дважды подряд выигрывал ежегодную однодневную шоссейную велогонку «Дуо Норманд». Победитель этапа «Тура Австрии».

Артем является гонщиком «Газпром-Русвело» с 2012 года.