Родился 31 октября 1929 года в Москве. Отец - авиационный инженер, доцент МАИ Константин Павлович Рогозин (в годы войны был направлен в Ленинград главным инженером по восстановлению линкора "Марат", в результате налета немецкой авиации севшего на мель, но продолжавшего несмотря на атаки фашистов прикрывать подступы к блокадному городу своими главными калибрами). Мать - потомственная смоленская дворянка Наталья Борисовна Миткевич-Жолток.

О.К. Рогозин в 1943 году в возрасте 14 лет сбежал на фронт и был принят на военную службу юнгой в состав 9 отряда Экспедиции подводных работ особого назначения (9-й ЭПРОН-отряд) Днепровской флотилии. Участвовал в операции по освобождению г. Смоленска в 1943 году. Его отряд занимался подъемом и расчисткой фарватора Днепра от затопленной в ходе его форсирования ходе военной техники и разминированием. В связи с тяжелым инфекционным заболеванием был отправлен в госпиталь в Москву, после чего возвращен в семью.

Вот что вспоминал об этом Олег Константинович: "Там, в Смоленске, я почувствовал «запах войны», её опустошительные и беспощадные последствия и понял, что противостоять её ужасам и разрушениям может лишь военная сила и великий дух патриотизма всего народа. Именно этим истинам человеческого бытия научила наше поколение Великая Отечественная война".

После выписки из госпиталя с 1943 по 1947 год работал слесарем-механиком на заводе № 339 Наркомата авиационной промышленности. Совмещая работу с учебой, закончил вечернюю школу рабочей молодёжи. В 1947 году устроился на работу слесарем-механиком по точным приборам в Институт автоматики при Всесоюзном совете научно-инженерно-технических обществ в отдел, которым руководил Г.Н. Бабкин - будущий Главный конструктор КБ им. С.А. Лавочкина. В Институте в то же время работали всемирно известные С.П. Королев, В.Н. Челомей, С.А. Лебедев.

Окончив Третий московский аэроклуб, поступил в Первое Оренбургское Чкаловское военно-авиационное училище. Там курсант-летчик Олег Рогозин знакомится со своей будущей супругой - Тамарой. Они счастливо прожили вместе 53 года. В училище О.К.Рогозин получил квалификацию военного летчика-штурмовика и в знак поощрения за отличные результаты был оставлен в Училище в качестве летчика-инструктора.В 1954 году поступил в Военно-воздушную инженерную академию им. Н.Е. Жуковского. После её окончания с отличием в 1959 году назначен военным представителем на завод № 500 Минавиапрома СССР (ныне Московское машиностроительное предприятие имени В. В. Чернышёва, ОДК). С 1961 года - военпред, старший военпред в Тушинском моторостроительном бюро "Союз". В 1971 году Олег Константинович был назначен заместителем начальника Отдела опытного строительства и серийных заказов центрального аппарата ВВС Минобороны СССР. Военные представители осуществляли контроль за разработкой и производством образцов авиационной техники, а также различных комплектующих летательных аппаратов, в том числе Су-24, МиГ-23М, Ил-76, Су-27, МиГ-29, МиГ-31, Ту-160, Ан-124, Су-25, Ка-25.

В 1974 году О.К.Рогозин назначен первым заместителем начальника Управления опытного строительства и серийных заказов Военно-воздушных сил, ответственным за организацию новых разработок авиационной техники и контроль за ходом их выполнения. С 1975 года по 1982 год - начальник этого управления. С 1982 по 1990 год возглавлял Управление перспективных исследований и программ вооружения Службы вооружения Минобороны СССР. Первый заместитель Начальника вооружения МО СССР, председатель Межведомственного научно-координационного совета при Государственной комиссии Совета министров СССР по военно-промышленным вопросам (ВПК СССР). Видный организатор военной промышленности Советского Союза, разработчик современной теории вооружения. Отдав службе в Вооруженных силах СССР более 40 лет, после отставки в 1990 году доктор технических наук, профессор, генерал-лейтенант в отставке О.К.Рогозин перешел на работу в Академию наук СССР (России) в качестве ведущего научного сотрудника. Посвятил свои научные труды теории сдерживания внешней агрессии, сохранению научно-технического задела для будущего возрождения оборонно-промышленного комплекса России.

Лауреат Государственной премии СССР, кавалер орденов Ленина, Октябрьской революции, Трудового Красного Знамени.Скончался после тяжелой болезни 24 марта 2010 года. В Оренбургском кадетском училище, располагающемся в здании бывшего летного училища, именем военного летчика Олега Константиновича Рогозина назван учебный класс.