Pesosen vanhemmat olivat kouluneuvos Matti Pesonen ja Ellen (Ella) Irene Malmberg ja puoliso vuodesta 1933 Sirkku Aune Margareta Lyytikäinen. Hänen veljiään olivat lääkintöhallituksen pääjohtaja Niilo Pesonen ja kapellimestari Urpo Pesonen.[2] Hän tuli ylioppilaaksi 1928 ja valmistui filosofian kandidaatiksi 1932. Helsingin Kirkkomusiikkiopistosta Pesonen valmistui 1934 ja Sibelius-Akatemian urkudiplomin hän suoritti 1939. Pesonen toimi kansakoulun laulunopettajana Helsingissä vuodesta 1933, sävellyskonsertin hän piti 1936 ja urkukonsertin 1939.[3] Hän toimi myös orkesterin- ja kuoronjohtajana ja musiikkikriitikkona, samoin kuin luottamustehtävissä Suomen musiikkielämässä.
1950-luvun lopulla Pesonen toimi musiikin lehtorina Helsingin opettajakorkeakoulussa[4] ja myöhemmin 1960-luvulla Kouluhallituksessa koulujen musiikintarkastajana[5].
Tuotanto
Pesosen ensimmäiset teokset edustivat kansallisromantiikkaa, mutta myöhemmin hänen sävelkielensä kehittyi kromaattisemmaksi ja etääntyi paikoitellen tonaalisuudesta. Pesonen käyttää runsaasti kontrapunktia.[1] 1950–1960-luvulla Pesonen sävelsi lukuisten muiden tehtävien vuoksi melko vähän, mutta 1970-luvulla siirryttyään eläkkeelle hän saattoi jälleen paneutua enemmän säveltämiseen. Pesosen tuotannossa on runsaasti kuoro- ja yksinlauluja, joista merkittävimpiä ovat sekakuorosävellys Ajat eellehen menevät (1935) ja yksinlaulusarja Gott! Wirf mich nicht zu Deinen Steinen (1953).[1] Hänen säveltäjäkuvaansa liitettiin lyyrisyys, uskonnollisuus ja vankat tekniset taidot. Hänen tuotantoonsa kuuluu muun muassa kaksi sinfoniaa, muita soitinteoksia sekä lukuisia vokaaliteoksia. Pesosen merkittävin sävellyksenopettaja oli Leevi Madetoja.
Marja-Liisa Pesonen: Säveltäjä Olavi Pesonen: Elämän, toiminnan ja teosten vastaanoton tarkastelua vuosina 1909–1959. (Pro gradu -tutkielma) Jyväskylän yliopisto, 2002.