אולג בלוחין נולד בקייב,אוקראינה (בעברברית המועצות) לאברוסי ואמאאוקראינית. שני הוריו היוספורטאים בצעירותם - אביו היה אלוף קייב בריצת 100 ו-200 מטר ואמו הייתה אלופת ברית המועצות בריצת 100 מטר משוכות ובקרב חמש. אולג שיחק מגיל צעיר מאוד בקבוצת הנוער של דינמו קייב ובגיל 17 הצטרף לקבוצת הבוגרים של המועדון, בה שיחק ברוב הקריירה שלו.
בלוחין הוא שיאן ההופעות של דינמו קייב עם 433 הופעות ומלך השערים שלה בכל הזמנים עם 211 שערים. בלוחין שיחק גם בנבחרת ברית המועצות והופיע במדיה ב-112 משחקים, שיא הופעות בנבחרת לשחקן סובייטי. הוא גם מלך השערים בכל הזמנים של הנבחרת הסובייטית עם 42 שערים. עם הנבחרת השתתף בשני מונדיאלים -1982 ו-1986. בלוחין שיחק גם 12 משחקים במדי הנבחרת האולימפית של ברית המועצות וזכה עמה במקום שלישי בשתי אולימפיאדות רצופות - ב1972 וב1976. רוב ימיו הוא כונה "האביר של דינמו".
בשנת1988 היה בלוחין לשחקן הכדורגל הסובייטי הראשון שהורשה ועבר לשחק בחו"ל בקבוצות פורוורטס שטייר (אוסטריה) ואריס לימסול (קפריסין). בשנת1990 פרש בלוחין ממשחק פעיל.
בשנים 1990-2002 אימן מספר קבוצות בליגה היוונית. בשנת 2002 חזר לאוקראינה, שם נבחר לחברפרלמנט מטעם המפלגה הסוציאל-דמוקרטית של אוקראינה. כעבור שנה פרש מהפוליטיקה ומונה כמאמן נבחרת אוקראינה.
בשנת2006 הצליח להוביל את נבחרת אוקראינה לראשונה למונדיאל. באותו טורניר הגיעה נבחרתו עד לשלב רבע הגמר, בו הפסידה 3-0 לנבחרת איטליה.
לאחר פרישתו מאימון הנבחרת עבר בלוחין למוסקבה, שם אימן במשך שנה את קבוצתמועדון הכדורגל מוסקבה. בשנת2009 מונה למנהל אדמיניסטרטיבי של קבוצתצ'רנומורץ אודסה. באביב2011 מונה שוב לתפקיד המאמן הראשי של נבחרת אוקראינה, לקראת טורניר היורו אותו אירחה לצד פולין. בטורניר נחלה נבחרת אוקראינה אכזבה כשהודחה בשלב הבתים, מה שגרם לבלוחין לסיים את תפקידו ולחזור לאמן את דינמו קייב.
