본관은 함양이며, 1988년 경기도동두천시에서 육군3사관학교 출신인 아버지 오동석의 1남 1녀 중 첫째로 출생하였다. 오영환은 엄격한 아버지에게 성장해 초달을 받기도 했다고 한다. 육군 소령으로 예편한 아버지를 따라 의정부시로 이사해서 의정부서초등학교에 입학하였고, 아버지 본가가 있는 부산광역시로 이사하여 백산초등학교, 만덕중학교, 낙동고등학교를 졸업했다.
부산의 소방시설공사업체인 대한방재이엔지에 비정규직으로 입사하여 유도등, 감지기와 같은 소방시설을 설치하고 수리하는 일을 하던 중 군복무를 위해 제30기 의무소방원으로 입대하였다. 해운대해수욕장 119수상구조대와 해운대소방서 구급대 보조인력으로 복무하다가 전역을 앞두고 부산소방본부에서 행정병으로 근무하였으며 그 해 소방공무원에 임용되었다. 2010년 광진소방서, 119특수구조단, 2015년 성북소방서, 2017년 중앙119구조본부 등에서 근무하였다.[2][3][4]
2015년 암벽등반선수 김자인과 결혼했다.[5] 2015년 12월 신참 소방관으로서 겪은 고통의 현장과 동료들에 대한 이야기를 담아 수필집 《어느 소방관의 기도》를 출판했다.
2019년 소방공무원을 퇴직 후 2020년 더불어민주당 영입인재 5호로 의정부 갑 총선 후보로 전략공천되었다.[6]21대 국회의원 선거에 더불어민주당 최연소 당선자이며, 최초의 소방공무원 출신 국회의원이다.
고교시절부터 김훈의 작품을 탐독하며 그의 문장과 소방에 대한 애정을 흠모하였다.[8] 2013년 강연회에서 처음 오영환을 만난 김훈은 소방관이라는 소개에 크게 반가워하며 연락처를 물어봤다. 이 때 알게 된 김훈의 주소로 감사편지와 함께 소방관을 꿈꾸던 유년 시절과 의무소방원 시절의 이야기를 담은 수필인 <한 의무소방원의 꿈>을 보내게 된다. 김훈은 후에 오영환에게 전화하여 <한 의무소방원의 꿈>이 문학동네 겨울호에 발표한 단편소설 ‘손’의 모티브가 되었다며 감사를 표한다.