Родился 4 декабря 1915 года в селе Ярцево Смоленской губернии в семье учителей сельской школы, но после начала Первой мировой войны родители были вынуждены эвакуироваться в Смоленскую губернию. Вскоре молодая мать вместе с грудным ребёнком перебралась в Славянский район Донецкой области, где Олег провёл свои детские годы и юность. Рос без отца, который был призван в Красную Армию и погиб в ходе гражданской войны.

В 1933 году Олег Лосик закончил железнодорожную школу в Славянске, получив специальность помощника машиниста. Затем работал секретарём комитета комсомола завода Коксохиммонтаж в Славянске. В сентябре 1935 года комсомольца Олега Лосика вызвали в райком комсомола и предложили поступать в военное училище. Но поскольку разнарядка в лётное училище была уже выполнена, он решил поступать в 1-е Саратовское Краснознамённое танковое училище.

С 1935 года — в Красной Армии, в 1938 году с отличием окончил 1-е Саратовское бронетанковое училище, где танкистов обучали на танках Т-26 и БТ. В период с октября 1938 до июня 1941 года прошёл путь от командира танкового взвода 11-й отдельной танковой бригады Ленинградского военного округа (Петергоф) до помощника начальника оперативного отделения штаба 43-й танковой дивизии Киевского Особого военного округа.

Участвовал в советско-финской войне 1939—1940 годов в должности помощника начальника штаба 112-го отдельного танкового батальона 35-й легкотанковой бригады Ленинградского военного округа. По окончании зимней военной кампании на Карельском перешейке лейтенант О. А. Лосик был награждён первым орденом Красной Звезды. Член ВКП(б)/КПСС с 1941 по 1991 год.

Начало Великой Отечественной войны застало старшего лейтенанта О. А. Лосика в городе Бердичеве, где дислоцировалась 43-я танковая дивизия, сформированная на базе 35-й легкотанковой бригады. В действующей армии с июня 1941 года.

Воевал на Юго-Западном, Сталинградском, Донском, Западном и 3-м Белорусском фронтах в составе 10-й танковой бригады на должностях: помощник начальника штаба по разведке штаба бригады на Юго-Западном фронте (с сентября 1941 года), заместитель начальника штаба по разведке штаба бригады (с апреля 1942), начальник штаба бригады на Сталинградском фронте (с августа 1942 года), заместитель командира бригады на Донском фронте (с декабря 1942 года). Принимал участие в приграничном сражении на Западной Украине (битва за Дубно — Луцк — Броды), в Киевской и Сумско-Харьковской оборонительных операциях и в Сталинградской битве.

В марте 1943 года в Тамбове подполковник О. А. Лосик назначен командиром вновь сформированного 119-го отдельного танкового полка (Западный фронт, затем в составе 10-й гвардейской армии Резервного фронта). В ходе Смоленской операции 1943 года отдельный танковый полк под командованием подполковника А. О. Лосика участвовал в Ельнинской наступательной операции, а при освобождении города Ельня (Ельнинско-Дорогобужская операция) в августе 1943 года первым вошёл в город. Приказом Верховного Главнокомандующего И. В. Сталина от 1 сентября 1943 года 119-му отдельному танковому полку было присвоено почётное наименование «Ельнинский».

С декабря 1943 года подполковник О. А. Лосик — командир 4-й гвардейской танковой бригады, которая принимала участие в Белорусской наступательной операции. В середине июня 1944 года 2-й гвардейский танковый корпус был передан в распоряжение командующего войсками 3-го Белорусского фронта генерал-полковника И. Д. Черняховского и сосредоточилось у автомагистрали  Москва-Минск в 40 километрах от города Орши. 23 июня гвардии полковник О. А. Лосик получил приказ стремительным рейдом прорваться вдоль шоссе к переправам на реке Оршица и овладеть ими. По решению О. А. Лосика в ночь на 25 июня танкисты бригады обошли немецкие оборонительные укрепления по заранее разведанные проходам в так называемых танконепроходимых болотистых лесных районах, и совместно с 26-й гвардейской танковой бригадой скрытно вышли к железнодорожному узлу Коханово. 

2 июля 1944 года танковая бригада гвардии полковника О. А. Лосика (в составе 2-го гвардейского танкового корпуса 31-й армии 3-го Белорусского фронта) сломила сопротивление немецких частей в районе деревни Городище (Минский район Минской области, Белорусская ССР), и уже 3 июля 1944 года в 3:00 в числе первых вступила в столицу Белорусской ССР город Минск.

4 июля 1944 года за освобождение Минска указом Президиума Верховного Совета СССР полковнику О. А. Лосику «за образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные при этом отвагу и героизм» присвоено звание Героя Советского Союза. А по-началу незаладившиеся личные отношения с командиром 2-го гвардейского танкового корпуса гвардии генерал-майором танковых войск А. С. Бурдейным после первых боёв переросли в профессиональное уважение и сохранились в виде дружеских отношений на всю жизнь.

Позже танковая бригада гвардии полковника О. А. Лосика форсировала реки Березину и Неман, освобождала Каунас. Во второй половине 1944 — начале 1945 года участвовал в Гумбиннен-Гольдапской и Восточно-Прусской операциях.

В феврале 1945 года назначен командиром 2-й отдельной гвардейской танковой бригады на 3-м Белорусском фронте. В марте 1945 года отозван с фронта и направлен на учёбу в Военную академию бронетанковых и механизированных войск Красной Армии имени И. В. Сталина, а в мае 1945 года переведён в Высшую военную академию имени К. Е. Ворошилова, курс которой он окончил в декабре 1945 года.

С января 1946 года находился в распоряжении командующего бронетанковыми и механизированными войсками Красной Армии, а с мая 1946 года проходил службу начальником штаба 2-й гвардейской танковой дивизии (ЛенВО), затем начальником штаба 12-й гвардейской танковой дивизии Группы советских войск в Германии (с сентября 1947 года).

С декабря 1948 по 1951 год повторно проходил обучение в Высшей военной академии имени К. Е. Ворошилова. По окончании академии (с отличием) командовал 26-й гвардейской механизированной дивизией Северной группы войск (Польша), с мая 1954 года — помощник командующего 7-й механизированной армией по танкам в Белорусском военном округе. С августа 1954 — командир 24-го гвардейского стрелкового корпуса в Одесском военном округе.

С ноября 1956 года по май 1958 года генерал-майор танковых войск О. А. Лосик преподавал на кафедре оперативного искусства Высшей военной академии имени К. Е. Ворошилова.

С июня 1958 снова на командных должностях в Советской армии: командующий 6-й общевойсковой армией Северного военного округа, первый заместитель командующего (с июня 1964 года), затем командующий войсками Дальневосточного военного округа (с мая 1967).

Будучи командующим войсками округа в период резкого обострения советско-китайских отношений, генерал-полковник О. А. Лосик организовал оперативную помощь пограничникам Иманского пограничного отряда, и успешно дал отпор китайским воинским частям, вторгшимся на советскую территорию в районе острова Даманский. Проявив выдержку и рассудительность, он сумел предотвратить дальнейшие военные столкновения между СССР и Китаем.

С мая 1969 года — начальник Военной академии бронетанковых войск имени Маршала Советского Союза Р. Я. Малиновского (с 1972 — профессор). На этой должности прилагал максимум усилий для того, чтобы устранить несоответствие между теоретической и практической подготовкой офицеров-слушателей. При нём в академии была создана кафедра управления войсками, внедрены компьютеры и другие технические новинки для решения учебно-боевых задач.

29 апреля 1975 года О. А. Лосику присвоено воинское звание «маршал бронетанковых войск». С января 1987 года работал военным инспектором-советником Группы генеральных инспекторов Министерства обороны СССР.

В мае 1992 года уволен в отставку. Продолжал активную деятельность в качестве ведущего аналитика (генерального инспектора) Службы генеральных инспекторов Министерства обороны Российской Федерации, был председателем Совета Клуба кавалеров ордена Жукова при Московском Доме ветеранов войны и военной службы. В качестве эксперта часто высказывался в СМИ по различным актуальным армейским вопросам, участвовал в конференциях по обсуждению проблем в российских Вооружённых силах, выступал перед слушателями и курсантами столичных военных учебных заведений. 

Умер 20 августа 2012 года в Москве. Похоронен на Троекуровском кладбище.