Олег Тягнибок родился в 1968 году во Львове в семье медиков. Его отец был врачом Львовской спортшколы олимпийского резерва, работал со сборной СССР по боксу. Мать из семьи ссыльных.
Олег Тягнибок в 1993 году с отличием окончил лечфак Львовского "меда" по специальности "хирургия". В 1999 году защитил диплом юриста в Львовском университете. Был председателем Студенческого братства города Львова. С 1991 года — член Социал-национальной партии Украины (СНПУ), которая в 2004 году была переименована во Всеукраинское объединение "Свобода", председателем которого и стал Тягнибок. Депутат рады третьего (1998-2002) и четвертого (2002-2006) созывов.
За русофобские и антисемитские высказывания в 2004 году исключен из блока народного союза "Наша Украина". В мае 2010 года Тягнибок получил "золотой крест" ветеранов дивизии войск СС "Галичина". В 2010 году был кандидатом в президенты Украины, но не прошел во второй тур, набрав 1,43% голосов по Украине. Женат, воспитывает троих детей.