После призыва в Вооруженные Силы Олег Владимирович Логунов проходил службу в должностях: войсковой врач, старший войсковой врач гарнизона, начальник медицинской службы ЦУС ВВС. В 1991 г. О. В. Логунов прибыл в ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского и возглавил медицинскую службу академии.

За время службы в академии он проявил себя опытным организатором, уделяющим большое внимание повышению медицинского обслуживания личного состава. Под руководством О. В. Логунова было упорядочено прохождение постоянным и переменным составом академии диспансеризации, проведено оснащение медслужбы новым оборудованием.

Будучи психологом академии, руководил группой профессионального отбора при приеме абитуриентов из числа гражданской молодежи для обучения в академии и службы в ВВС.

После увольнения из Вооруженных Сил Олег Владимирович работает заместителем директора Московского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Г. Н. Габричевского.

Неоднократно поощрялся командованием академии.

Награжден орденом Почета и 10 медалями.