Родился в г. Троицке Челябинской области. Окончил с отличием химико-технологический факультет УПИ (1957). О. Н. Чупахин — создатель школы химиков-органиков, основатель и первый директор Института органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО РАН (с 1993 г.). Член-корреспондент АН СССР (1987), академик РАН (1992). Под его руководством проведен цикл систематических исследований реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода, автор первого в мировой литературе обзора по этой проблеме. Он инициировал разработку противовирусных препаратов азолоазинов, при его активном участии завершены работы по освоению противоопухолевого препарата лизомустина. Его работы в области органической, гетероциклической и медицинской химии получили международное признание. Лауреат престижных премий — Демидовской и премии «Триумф» (2007). Награжден орденами Дружбы народов, «Знак Почета».
«Оргсинтез плодотворен, если им занимаются люди нравственные» : [науч. исслед. Ин-та орган. синтеза (ИОС), Екатеринбург] : беседа с рук. / О. Н. Чупахин ; вела Е. Понизовкина // Наука Урала. — 2008. — Февр. (№ 3). — С. 3, 7 : портр.
Юрьев А. Органический синтез академика Чупахина // Екатеринбург : Рекорды и достижения, 2007 / [ред.: Г. В. Цветкова, М. А. Федотовских]. — Екатеринбург, 2007. — С. 114 — 115 : портр. — [Проект «Я — гражданин Екатеринбурга (городской патриотизм)» ; рук.: С. В. Мошкин, Е. С. Тулисов].
Чарушин В. Н. Научная школа академика Олега Николаевича Чупахина : [70-летие директора Ин-та органич. синтеза УрО РАН] / В. Н. Чарушин, В. И. Салоутин // Наука. Общество. Человек. — 2004. — № 2. — С. 47—52.
Хрусталева Е. А. Чупахин Олег Николаевич // Екатеринбург : энциклопедия. — Екатеринбург, 2002. — С. 652.