Известный отечественный ученый-физик, педагог и популяризатор науки, почетный член Академии наук СССР. Родился в Санкт-Петербурге, в семье известного ученого-семитолога Д.А.Хвольсона. В 1873 г. окончил с золотой медалью физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета. Изучал физику в Лейпциге, а в 1876 г. вернулся в Россию, заняв должность приват-доцента Санкт-Петербургского университета. С 1891 г. - профессор, с 1901 г. - заслуженный профессор. В 1895 г. стал членом-корреспондентом Санкт-Петербургской академии наук и членом Ученого комитета Министерства народного просвещения, а в 1920 г. был избран по-четным членом АН СССР. Научные труды О.Д.Хвольсона касались почти всех разделов физики, но наибольшее значение среди них имело экспериментальное и теоретическое исследование внутренней диффузии света (1886-1889) и режима солнечного излучения (1892-1896). Он предложил конструкции актинометра и пиргелиометра, которые долгое время использовались на русских метеорологических станциях. После 1896 г. занимался главным образом составлением "Курса физики" (в 4 т.; 1892-1915), который долгое время оставался основным пособием для советских вузов. О.Д.Хвольсон имел широкую известность и как автор ряда популярных книг, и особенно как лектор, умевший "держать" аудиторию то в нарастающем, то в ослабляемом напряжении и увлекательно излагавший самые сложные вопросы.