Он родился в городе Макеевка Донецкой области. С 1945 - научный сотрудник химического факультета МГУ, с 1957 заведовал основанной им лабораторией теоретических проблем органической химии, а также лабораторией применения изотопов в органической химии в Институте элементоорганических соединений АН СССР. С 1964 избран академиком АН СССР.

Среди наиболее видных достижений ученого - синтез солей металлоорганических соединений. Используя их, он получил производные ртути, мышьяка, сурьмы, олова и других химических веществ, что имело важное значение для развития отечественной химической промышленности. 0. А. Реутов создал шкалу кислотности СН - кислот.

Ученому удалось синтезировать производные лантаноидов. Он исследовал электрохимию металлоорганических соединений с переходными и непереходными металлами и ввел понятия "электрохимическая щель" и "электрохимическая электроотрицательность молекул". Именно 0. А. Реутов разработал новые представления о четырех и многоцентровых состояниях химических веществ и их влиянии на кинетику и стереохимию реакций. 0. А. Реутов исследовал бактерицидные свойства ряда металлообразующих соединений. Его работы имеют большое значение для оборонной сферы.

С 1969 0. А. Реутов был экспертом СССР по вопросам химической и биологической войны при ООН. Его авторитет в этой области необычайно высок.