Олег Митяев родился в Челябинске 19 февраля 1956 года.
Закончил Челябинский монтажный техникум и Челябинский институт физической культуры (ныне УралГУФК).
Служил на флоте.
В 1985 году приглашён на работу в Челябинскую филармонию артистом. С 1986 по 1991 год учился в ГИТИСе.
Песни пишет с 1978 года. В 1978 году с песней «Как здорово, что все мы здесь сегодня собрались» стал лауреатом Ильменского фестиваля. В 2009 году удостоен звания Народного артиста Российской Федерации.
С 2000 года возглавляет благотворительный Фонд Олега Митяева, в 2012 году создал ассоциацию «Все настоящее – детям». При участии этих организаций реализуются проекты: Ильменский фестиваль авторской песни, премия «Светлое прошлое», детские творческие коллективы.
В 2023 году стал гостем юбилейного, 50-го Грушинского фестиваля в Самарской области в районе Мастрюковских озер.
Народный артист России, лауреат Национальной российской музыкальной премии «Овация», лауреат песенных фестивалей.
В январе 2025 года организаторы Ильменского фестиваля решили повторить давнюю традицию и провести мероприятие зимой.
Ильменский фестиваль авторской песни в Челябинске пройдет в новом формате – без палаток.