Родился в СССР, в городе Баку. Окончил исторический факультет Ташкентского государственного университета им. Ленина. Научный сотрудник отдела Комплексных археологических исследований ГИМ. В 2008 году защитил диссертацию «Холодное наступательное вооружение Московского государства (конец XV — начало XVII века)» на соискание степени кандидата исторических наук по специальности археология (научный руководитель — Анатолий Николаевич Кирпичников).
Основной круг научных интересов — комплекс вооружения Древней Руси и Московского Государства, материальная культура и военное дело характерные для Восточного Эллинизма и Раннего Средневековья Средней Азии. Автор нескольких десятков научных работ и статей, в том числе — в журналах «Российская археология» (Институт археологии РАН), «Военная археология» (ГИМ). Главный редактор и руководитель проблемного совета при Государственном Историческом Музее «Военная Археология». Составитель книги «Реликвии Донского побоища. Находки на Куликовом поле» (2008, тираж — 1000 экз.), каталога археологических находок на Куликовом поле. Неоднократный участник научных конференций. Был ведущим секции «Военная история средневековья» на международной конференции «Русские княжества, Литва и Орда в системе этнокультурных взаимоотношений» 2008 года в Туле. Начальник военно-исторического отряда Верхне-Донской археологической экспедиции ГИМ. Руководитель археологических раскопок на месте Куликовской битвы. Руководит Военно-археологическим семинаром при Государственном Историческом музее.
О. В. Двуреченский также известен как один из создателей первого коммунистического интернет-телевидения Красное ТВ .
В 2007 вступил в Коммунистическую партию Российской Федерации. Входил в состав Черёмушкинского райкома МГО КПРФ. В 2010 покинул партию в ходе конфликта между Президиумом ЦК и московской организацией КПРФ.
