С 1998 года — член диссертационного совета Православного Свято-Тихоновского богословского института, старший преподаватель кафедры догматического богословия богословско-пастырского факультета ПСТБИ.

С 2000 года — доцент кафедры восточно-христианской филологии и Восточных Церквей.

Научная работа

С 2000 года — член научно-редакционного совета по изданию Православной энциклопедии.

В 2005 году в ПСТГУ защитил диссертацию на соискание степени доктора богословия по теме Христологическая система Севира Антиохийского (догматический анализ).

С 2006 года — заведующий кафедрой восточно-христианской филологии и Восточных Церквей филологического факультета ПСТГУ и профессор кафедры догматического богословия богословского факультета ПСТГУ.

В 2008 году в Российской академии государственной службы при президенте РФ под научным руководством доктора философских наук профессора Ф.Г. Овсиенко защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата философских наук по теме: «Философско-догматическая система Севира Антиохийского и ее место в истории византийской философско-теологической мысли».

С 2013 года — член диссертационного совета Общецерковной аспирантуры и докторантуры.

В 2019 году удостоен ученой степени доктора теологии (тема диссертации: Христологическая система умеренного монофизитства и ее место в истории византийской богословской мысли). Это первая в истории послереволюционной русской науки докторская диссертация по теологии, признанная государственной системой научной аттестации.

В 2023 году выступил с докладом на тему «Несторианствующий мелькит: об особенностях христологии Сулеймана Газского (X–XI вв.)». В том же году принял участие в секции «Христианская полемика и апологетика на христианском Востоке под властью византийских императоров и мусульманских правителей». В 2024 году прочитал лекцию «Гонения на Русскую Православную Церковь в 1917–1953 годах» в рамках Оптинского лектория.

Автор около 40 научных работ.

Учебник «Догматическое богословие»

Протоиерей Олег Давыденков является автором известного и довольно популярного учебника Догматическое богословие. Книга подготовлена на основе курса лекций, читавшихся автором в Православном Свято-Тихоновском богословском институте, а затем в Православном Свято-Тихоновском гуманитарном университете. Первый вариант книги вызвал много дискуссий, да и сам автор признавал, что в работе «содержались и спорные идеи, и просто ошибочные мнения». В новой редакции, как пишет А.М. Леонов в статье Комментарий на труд протоиерея Олега Давыденкова “Догматическое богословие”, «в результате проделанной работы автору удалось освободиться от ряда богословских ошибок и недостатков, допущенных ранее». Но всё же немало ошибок осталось, часть из них Леонов разбирает в своей статье.