Фигурным катанием начал заниматься по спортивным меркам поздно, в 15 лет. С 1954 года выступал в паре с Людмилой Белоусовой под руководством Игоря Борисовича Москвина. В 1964 и 1968 годах спортсмены стали Олимпийскими чемпионами.

После ухода из большого спорта, пара продолжала заниматься фигурным катанием, работала в Ленинградском балете на льду. В 1979 году, находясь на гастролях в Швейцарии, Олег Алексеевич и Людмила Евгеньевна отказались возвращаться в СССР. В 1995 году они получили швейцарское гражданство.

Горбунов, Г. По памятным местам Посадского округа: выдающиеся фигуристы ХХ века Белоусова и Протопопов / Г. Горбунов // Посадский вестник. - 2015. - № 3. - С. 1