Родился 2 июля 1934 года в городе Винники в украинской крестьянской семье.
С 1952 года — студент, лаборант, старший лаборант, аспирант, ассистент, доцент, профессор, зав. кафедрой нелинейной оптики Львовского государственного университета им. И. Франко.
С 1992 года и до 2009 года — директор Института физической оптики министерства образования и науки Украины.
С 2014 года Институт физической оптики носит имя О. Г. Влоха. Мировую известность ученый получил открытием нелинейных параметрических оптических эффектов в кристаллах (явления электрогирации) и ряда новых оптических эффектов. Его научные работы и изобретения посвящены физике твердого тела, оптическому материаловедению, параметрической кристаллооптике, структурным фазовым переходам в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках, кристаллам с несоизмеримо модулированной структурой, оптическим методам записи и передачи информации, поляриметрии, спектроскопии, радиоэкологии, истории физики. Они остались весомым вкладом в отечественную науку, в её утверждении на мировом уровне.Научная школа профессора Влоха О. Г., насчитывает 8 докторов и около 50 кандидатов наук, формировалась начиная с его исследований электрооптического эффекта в кристаллах, которые были пионерскими в данной отрасли в СССР, а сами результаты этих исследований сразу же внедрены. Профессор Влох О. Г. был инициативным организатором в науке и высшей школе. Во Львовском государственном университете им. Ивана Франко основал кафедру нелинейной оптики, СКТБ «Модулятор» , факультет переподготовки кадров. По его инициативе в Львове основан научно-исследовательский Институт физической оптики Министерства образования и науки Украины, который он возглавлял до последних дней.
Он был основателем и главным редактором научного журнала «Ukrainian Journal of Physical Optics» , членом редакционных советов научных журналов («Функциональные материалы» , «Научный Мир» ), членом научного совета по физике сегнетоэлектриков и диэлектриков при АН СССР и отраслевого научно-методического совета соответствующего профиля, организатором научных конференций и школ, в том числе международных. Влох О. Г. был действительным членом Международного союза кристаллографов и одним из основателей АН Высшей школы Украины (член Президиума, председатель Западного регионального отделения).
Он вложил свои знания в устранение последствий Чернобыльской трагедии, на выявление причин химико-токсического загрязнения западного региона Украины.Профессор Влох О. Г. — один из основателей Львовской региональной организации Народного Руха Украины за перестройку и первый председатель этой организации. Под его руководством Львовская организация Руха одержала полную победу на парламентских выборах в Верховную Раду Украинской ССР в 1990 во Львовской области.Влох О. Г., как один из основателей Руха и Народный депутат Верховной рады Украины I созыва, был организатором многих мероприятий, направленных на поднятие национального сознания украинского народа в период 1988—1991 гг.
В своих выступлениях он отстаивал необходимость восстановления исторической, культурной и духовной идентичности украинцев, установления добрососедских межгосударственных отношений.