Олег Белозеров родился 26 сентября 1969 года в Вентспилсе (Латвия). В 1992 году окончил Санкт-Петербургский университет экономики и финансов.
В 1998-2000 годах работал в ОАО "Ленэнерго" заместителем коммерческого директора, коммерческим директором, главой департамента по материально-техническому снабжению и транспорту. В 2000 году — заместитель директора ОАО "Грузовое автотранспортное предприятие N21" (Санкт-Петербург). В 2000-2001 годах — начальник финансово-экономического отдела аппарата полпреда президента в СЗФО Виктора Черкесова. В 2001-2002 годах — заместитель директора по управлению корпоративным имуществом петербургского ОАО ЛОМО (глава — Аркадий Кобицкий), занимающегося производством оптических приборов. В 2002-2004 годах — гендиректор московского ОАО "Российская топливная компания" (принадлежит Росимуществу, занимается добычей и сбытом угля).
С июля 2004 года — заместитель руководителя, с ноября того же года — руководитель Федерального дорожного агентства. В 2009 году вошел в первую сотню кадрового резерва президента. С 17 марта 2009 года — заместитель министра транспорта Игоря Левитина, затем — Максима Соколова. С октября 2009 года — член наблюдательного совета госкомпании "Автодор". С февраля 2010 года до марта 2012 года входил в наблюдательный совет госкорпорации "Олимпстрой", занимался транспортными вопросами проектов Олимпиады в Сочи. В июле 2014 года вошел в совет директоров РЖД. С 11 мая 2015 года — первый замминистра транспорта РФ. Согласно официальной декларации, в 2014 году заработал 10,52 млн руб.
Кандидат экономических наук, тема диссертации — "Организация логистики поставок в вертикально интегрированных структурах корпоративного типа". Награжден орденами Почета и "За заслуги перед Отечеством" IV степени, медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" I степени. Действительный государственный советник 1-го класса.