Järven vanhemmat olivat kalabiologi ja professori Toivo Järvi sekä Helfrid Helena Suitiala (ent. Söderman).[1][2][3] Järvi tuli ylioppilaaksi Helsingin suomalaisesta normaalilyseosta vuonna 1929 ja valmistui lääketieteen lisensiaatiksi 1937, jolloin hän myös sai tohtorin arvon väiteltyään jo vuonna 1935.[1][2][4] Hänen saksankielinen väitöskirjansa (1935) oli otsikoitu Über den Bau der Trachea- und Larynxdrüsen und der Drüsenzellen bei einigen Säugetieren : Beitrag zur Frage von der Bedeutung des Golgi-Apparats und anderer Zellkomponenten für den Sekretionsprozess : Beobachtungen in Betreff der Adenomerentheorie.[5] Järvi oli Helsingin yliopiston mikroskooppisen anatomian dosentti vuosina 1940–1945.[1][2][4]
Työurallaan Järvi toimi Helsingin yliopiston anatomian laitoksen amanuenssina (1932-1937) ja patologisen anatomian laitoksen amananuenssina (1939–44).[1][2][4] Sotavuosina hän oli kenttä- ja sotasairaalan lääkärinä sekä puolustusvoimien patologina.[4] Järvi toimi Turun yliopiston patologisen anatomian professorina vuosina 1944–1977, vastaperustetun lääketieteellisen tiedekunnandekaanina 1945–1954 ja yliopiston rehtorina 1954–1960.[1][2][6] Järven dekaanikaudella rakennettiin lääketieteellisen tiedekunnan laitosrakennukset ja hänen rehtorikaudellaan perustettiin yliopiston oikeustieteellinen tiedekunta.[2] Rehtorikauden jälkeen Järvi palasi hoitamaan professorin virkaan vuodesta 1960 eläkkeelle jäämiseensä saakka (1978).[6]
Hön teki tutkimusta muun muassa sylkirauhasten, haiman ja suonipunosten mikroskooppisesta rakenteesta ja eritteen muodostumisesta niiden soluissa, nenä- ja mahakasvaimista sekä munuaispatologiasta.[1] Tutkijana hän kuvasi ensimmäisenä maailmassa elastofibrooman ja membranoottisen osteodysplasian.[4]
Järven puoliso oli vuodesta 1937 lääketieteen lisensiaatti Enne-Maija Kinnunen. Matematiikan professori Timo Järvi on heidän poikansa.[1][2] Turun yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan rakennuksessa Medisiinassa oleva luentosali on nimetty hänen mukaansa Osmo Järvi -saliksi.