У 1998 році закінчив юридичний факультет Київського національного університету імені Тараса Шевченка.
З липня 1998 по квітень 2004 року працював викладачем кафедри цивільного права та процесу Академії прикордонних військ України. У 2001—2009 рр. — на юридичному факультеті Хмельницького університету управління та права імені Леоніда Юзькова на посадах старшого викладача кафедри, молодшого наукового співробітника науково-дослідного сектору, завідувача відділу аспірантури, Вченого секретаря, доцента кафедри, професора кафедри, завідувача кафедри кримінального права та процесу, декана факультету.
З 28 липня 2010 по сьогодні — ректор Хмельницького університету управління права імені Леоніда Юзькова[1]
У 2002 р. захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня кандидата юридичних наук, а у 2013 р. — на здобуття наукового ступеня доктора юридичних наук. У 2015 р. присвоєно звання професора.
Поряд з науковою та навчально-методичною роботою О. М. Омельчук протягом 2016—2017 року очолював Консультативну раду при прокуратурі Хмельницької області [Архівовано 9 листопада 2016 у Wayback Machine.], основними завданнями якої є сприяння прокуратурі Хмельницької області у здійсненні визначених Конституцією та Законом України «Про прокуратуру» завдань органів прокуратури та налагодження ефективних взаємовідносин з інститутами громадянського суспільства.
Науковий доробок
Веде підготовку аспірантів. Підготував 4 кандидатів наук. Крім того, керує підготовкою 8 аспірантів. Тринадцять разів призначався офіційним опонентом для захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата та доктора юридичних наук за спеціальностями 12.00.08 — кримінальне право та кримінологія; кримінально-виконавче право та 12.00.12 — філософія права.
За період наукової роботи опубліковано 181 публікацій, з них 151 наукового характеру (2 монографії, 9 підручників та навчальних посібників), у тому числі 5 навчальних посібників з грифом Міністерства освіти і науки України, 67 статей у фахових виданнях, 73 тез конференції) та 30 навчально-методичного характеру.
Викладає дисципліни: Кримінальне право, Проблеми призначення покарання.
Сфера наукових інтересів: кримінальне право, філософія права.
19 грудня 2015 року професора Омельчука О. М. обрано академіком Академії наук вищої освіти України.
Багатолітня діяльність доктора юридичних наук, професора О. М. Омельчука у сфері зміцнення незалежності України, вдосконалення національного законодавства отримала високу державну оцінку: Указом Президента України № 439 від 08.10.2016 р. йому присвоєно почесне звання «Заслужений юрист України».