Мать — Екатерина Захаровна Адаменко (1918—2012), украинка, заместитель декана факультета промышленного и гражданского строительства Киевского строительного института. Умерла 21 мая 2012 года.
Брат — Николай Владимирович Блохин (1939—2011).
Первая жена Олега Блохина — Ирина Дерюгина, чемпионка мира по художественной гимнастике. От этого брака у него есть дочь — Ирина Блохина (род. 1983).
Вторая жена — Анжела. От этого брака две дочери — Анна (р. 2001) и Екатерина (р. 2002).
Свой первый гол Блохин забил 15 марта 1972 в Севастополе на стадионе КЧФ, где харьковский «Металлист» принимал «Динамо» (0:3).
Свой первый гол в чемпионате СССР Блохин 15 апреля 1972 года в Киеве в матче «Динамо» (Киев) — «Днепр» на 65-й минуте; итоговый счёт — 2:1.
В 1975 году «Динамо» выиграло Кубок обладателей Кубков европейских стран. В финальном матче против венгерского «Ференцвароша», который киевляне выиграли со счётом 3:0, Блохин забил третий гол. В двух матчах Суперкубка УЕФА динамовцы обыграли обладателя Кубка европейских чемпионов — мюнхенскую «Баварию», а Блохин забил в Мюнхене единственный гол.
В ответном матче в Киеве (2:0) он дважды поразил ворота. По итогам года Блохин по опросу еженедельника «Франс Футбол» был признан лучшим игроком континента — вторым из советских футболистов, после Льва Яшина.
Единственный из советских футболистов, который был признан на протяжении трёх лет подряд — в 1973, 1974 и 1975 годах — лучшим футболистом СССР. Установил абсолютный рекорд по количеству попаданий в ежегодный список 33-х лучших футболистов СССР — 15 раз. При этом, под первым номером назывался 13 раз — в 1972—1982 годах, а также в 1985 и 1986 годах.
Также рекордно — пять раз — становился лучшим бомбардиром чемпионата СССР. Лучший результат был показан им в сезоне 1974 года — 20 мячей.
Чемпион СССР по футболу 1974, 1975, 1977, 1980, 1981, 1985 и 1986 годов. Обладатель Кубка СССР в сезонах 1974, 1978, 1982, 1984/85 и 1986/87 годов. Бронзовый призёр Спартакиады народов СССР 1979 года в составе сборной Украины.
В составе сборной СССР сыграл рекордные 112 матчей и забил 42 мяча. Двукратный бронзовый призёр Олимпийских игр — 1972 и 1976 годов. Участник двух финальных турниров чемпионата мира — в 1982 и 1986 годах. Неоднократно вызывался в сборные команды Европы и мира.
Среди рекордов советского футбола, установленных Блохиным, — достижение отметки в 200 голов. Событие случилось 21 августа 1985 года в Харькове, во время матча «Металлист» — «Динамо» (Киев). Всего в чемпионатах СССР забил 211 мячей.
1993-1994 гг. - главный тренер клуба "ПАОК" (Салоники, Греция).
1994-1997 гг. - главный тренер клуба "Ионикос" (Атены, Греция).
1998-1999 гг. - главный тренер клуба "АЕК" (Атены, Греция).
1999-2002 гг. - тренер-консультант клуба "Черноморец" (Одесса).
2003-2007 гг. - главный тренер национальной сборной Украины. В 2006 году под руководством Блохина впервые в истории независимой Украины команда выступила на Чемпионате мира, попав в восьмерку сильнейших (прошла в 1/4 финала первенства).
После провала в квалификации Евро-2008 Блохин покинул сборную Украины и через несколько дней подписал контракт с ФК "Москва". В чемпионате России-2008 под его руководством "Москва" заняла 9-е место. 26 ноября 2008 года контракт тренера с "Москвой" был расторгнут по обоюдному согласию сторон. В сезоне-2009/2010 Блохин занимал пост спортивного директора одесского "Черноморца", что впрочем, не спасло команду от вылета в Первую лигу.
С 21 апреля 2011 г. - главный тренер национальной сборной Украины по футболу.
С 25 сентября 2012 г. по апрель 2014 г. - главный тренер футбольного клуба "Динамо" Киев. 16 апреля 2014 года, сразу после матча чемпионата Украины против донецкого «Шахтёра», проигранного в Киеве со счётом 0:2, Олег Блохин был уволен с поста главного тренера «Динамо» за неудовлетворительные результаты, показанные командой под его руководством.
2002-2006 гг. - народный депутат Украины IV созыва, глава подкомитета по вопросам олимпийского, паралимпийского движения и спорта высших достижений комитета ВР по вопросам молодежной политики, физкультуры, спорта и туризма. Прошел в парламент под №10 избирательного списка КПУ. Спустя пять месяцев перешел во фракцию Социал-демократической партии Украины (объединенной). В 2003-м стал членом политсовета СДПУ(о).
На выборах 2006 года Блохин баллотировался в Верховную Раду под №10 списка Оппозиционного блока НЕ ТАК!, сформированного на базе СДПУ(о). Блок не смог преодолеть 3-процентный проходной барьер, набрав лишь 1,01% голосов избирателей.
Орден «За заслуги» ІІІ (2002)[25], ІІ (2004) и І (2011) степеней.
Орден князя Ярослава Мудрого V степени (2006).
Орден князя Ярослава Мудрого IV степени (5 июля 2012 года).
Орден князя Ярослава Мудрого ІІІ степени (2015).
27.01.2017