Остапенко Олег Николаевич родился 3 мая 1957 года в селе Покошичи Черниговской области Украины. В 1979 году окончил Военную академию имени Дзержинского по специальности "стратегические ракеты, двигатели и технологическое оборудование", в 1992 году — командный факультет той же академии, в 2007 году — Академию Генштаба.
С 1979 года служил на различных командных и штабных должностях в РВСН. С 1992 года в Главном испытательном центре испытаний и управления космическими средствами прошел путь от старшего инженера-испытателя до начальника штаба центра. С 2004 года — первый заместитель начальника штаба космических войск. В 2007-2008 годах — начальник государственного испытательного космодрома Плесецк. С июня 2008 года — командующий космическими войсками. В ноябре 2011 года стал первым командующим только созданными войсками воздушно-космической обороны. 9 ноября 2012 года назначен заместителем министра обороны. C 2013 года курирует систему перспективных военных исследований и разработок Минобороны.
Генерал-полковник. Кандидат военных наук. Награжден орденом "За военные заслуги", медалью "За боевые заслуги" и другими наградами. Женат, двое детей.