С 1948 по 1950 год учился в харьковском ремесленном училище связи. Затем поступил на Харьковский приборостроительный завод, где начинает работу монтажником, а затем регулировщиком радиоаппаратуры.
В 1953 году стал членом КПСС.
В 1958 году, без отрыва от производства, окончил радиотехнический факультет Всесоюзного заочного энергетического института.
В 1962 году назначается заместителем главного инженера Харьковского приборостроительного завода, в 1963 году — главным инженером, а в 1972 году — директором.
В апреле 1975 года назначается генеральным директором производственного объединения «Монолит» , в который вошли приборостроительный завод имени Т. Г. Шевченко (головное предприятие), Особое конструкторское бюро, завод «Электроприбор» и СМУ-31В ноябре 1976 года становится заместителем министра общего машиностроения, руководит 5-м и 6-м Главными управлениями министерства, а затем — вновь созданным 10-м Главным управлением (именно в этих Управлениях было сосредоточено создание систем управления ракетно-космическими объектами).
В 1981 году назначается первым заместителем министра, а в 1983 году — министром общего машиностроения СССР.
С 1981 по 1989 годы избирался депутатом Верховного Совета СССР.
В 1989—1992 — народный депутат СССР.
В 1986—1991 годах — член ЦК КПСС.
С 1988 по 1991 годы был секретарём ЦК КПСС по оборонным вопросам.
В 1991 году работал заместителем председателя Совета обороны при Президенте СССР.18 августа 1991 года вместе с Болдиным, Варенниковым и Шениным летал к Горбачеву в Форос.
В 18: 00 их группа вылетела назад в Москву[источник не указан 518 дней].Во время событий 19—21 августа 1991 года входил в состав Государственного комитета по чрезвычайному положению в СССР (ГКЧП).После провала ГКЧП Бакланов вернулся в санаторий «Барвиха» , где до этих событий проходил лечение, а на следующий день, 23 августа, был арестован в этом санатории.
На арест Бакланова было дано согласие Президиума Верховного Совета СССР. 2 января 1992 года депутатские полномочия Бакланова были прекращены в связи с распадом СССР.
До января 1993 года содержался в следственном изоляторе «Матросская тишина» .
В отличие от некоторых других участников ГКЧП не выступал с покаянными заявлениями.[источник не указан 518 дней]В феврале 1994 года амнистирован.
В книге «Красная дюжина. Крах СССР: они были против» (2012) рассказано, что супруга Бакланова Лилия Фёдоровна «в день задержания с инфарктом угодила в больницу, где пролежала четыре месяца» , а его сына Дмитрия Олеговича, который занимался «борьбой с наркоманией и наркобизнесом» , вскоре уволили из МВД.Во время президентских выборов 2004 года на Украине выступал в поддержку Виктора Януковича.
В 2005 году в письме выступил в поддержку арестованного на Украине Бориса Колесникова.
В настоящее время — председатель Совета директоров корпорации ОАО «Рособщемаш» .СемьяЖена — Лилия Фёдоровна Бакланова (1937—2010).Сын — Дмитрий Олегович Бакланов (род. 1959).