В 1953 году советская команда впервые с 1948 года приняла участие на чемпионате мира по конькобежному спорту, который проходил в Хельсинки. Помимо Гончаренко в чемпионате участвовали Борис Шилков, Владимир Сахаров и Валентин Чайкин. Олег Гончаренко выиграл дистанции 5000 и 10000 м, стал вторым на 1500, и выиграл по сумме многоборья, став первым советским чемпионом мира.
В 1956 и 1958 годах Олег Гончаренко ещё дважды становился чемпионом мира в многоборье. В 1957 и 1958 годах он выигрывал звание чемпиона Европы. В 1954 и 1955 годах Гончаренко был серебряным призёром чемпионатов мира, а в 1955 году — чемпионата Европы.
Дважды Олег Гончаренко выигрывал звание чемпиона СССР в многоборье (1956 и 1958 годы) и четырежды он был серебряным призёром чемпионатов СССР (1953, 1954, 1957 и 1960 годы).
В 1958 году Гончаренко выиграл чемпионаты СССР, Европы и мира в классическом конькобежном многоборье.
После победы на чемпионате мира 1953 года в Хельсинки, Олег Гончаренко стал очень популярным. Он получил множество поздравительных телеграмм из-за границы и из Советского Союза. В том числе он получил короткую поздравительную телеграмму от легендарного норвежского конькобежца Оскара Матисена. Эту телеграмму Гончаренко хранил до конца жизни.
В 1962 году Гончаренко закончил свою карьеру конькобежца.
Гончаренко был удостоен звания почётный гражданин городов Денвер и Осло.
Олег Гончаренко умер в 1986 году в возрасте 55 лет после тяжёлой болезни.
орден Ленина (27.04.1957) — «за успехи, достигнутые в деле развития массового физкультурного движения в стране, повышения мастерства советских спортсменов, и успешное выступление на международных соревнованиях»
Результаты
Год
Чемпионат СССР
Чемпионат Европы
Чемпионат мира
Олимпийские игры
1951
56-е (104пад.,19,35,03 !)
1952
- (-,-,10,-)
1953
02 ! (9,6,02 !,02 !)
01 ! (4,01 !,02 !,01 !)
1954
02 ! (14,02 !,03 !,01 !)
4-e (15,02 !,02 !,8)
02 ! (9,01 !,4,01 !)
1955
- (-,-,-,вк)
02 ! (5,03 !,5,5)
02 ! (12,7,01 !,03 !)
1956
01 ! (17,01 !,5,01 !)
5-e (9,02 !,11,5)
01 ! (21,01 !,4,02 !)
03 ! 5000 м 03 ! 10 000 м
1957
02 ! (21,03 !,12,03 !)
01 ! (10,02 !,6,02 !)
4-e (5,5,7,6)
1958
01 ! (7,02 !,14,4)
01 ! (8,03 !,01 !,5)
01 ! (4,03 !,01 !,03 !)
1959
6-e (9,5,7,7)
7-e (10,4,10,11)
1960
02 ! (16,02 !,6,02 !)
6-e (6,6,7,11)
9-e (12,13,10,11)
6-e 5000 м
1961
4-е (27,03 !,15,4)
8-e (11,9,5,11)
12-e (14,9,12,13)
1962
12-е (-,6,-,-)
В скобках указаны места по отдельным дистанциям, в порядке забегов (500 м, 5000 м, 1500 м, 10 000 м)