Родился в семье мастера бумаж. фабрики, герман. подданного, принявшего подданство России в 1904. Окончил Петершуле в Петербурге в 1904. С 1904 по 1914 учился в Ин-те гражд. инж., к-рый окончил по специальности архитектора. Во время учебы в ин-те заведовал студ. б-кой и работал пом. архитектора на разл. постройках в Петербурге под руководством В. Э. Коллинса, Ю. Ю. Бенуа, Н. Н. Веревкина. С 1914 по сент. 1917 был в армии в тяжелой полевой артиллерии как вольноопределяющийся.
После революции работал в Библ. отд. Наркомпроса (1918), с 1 авг. назначен зав. секцией Кн. фонда ЦКГБ, состоял в этой должности до марта 1920; был представителем ЦКГБ в Совете ВКБ ПБ, преподавал на Курсах. В 1919—21 — в Библ. отд. Политпросветупр. ПВО, заведовал библ. секцией Политпросвета при Петрогр. губоно (1921—25), Ленингр. губ. б-кой (1924—30), был сотр. ЛО Кн. палаты (1930—32). В эти же годы В. читал лекции по библиотековедению в ряде учреждений, в частности, в Ленингр. полит.-просвет. ин-те им. Н. К. Крупской, на кн.-библ. курсах Ленингр. ин-та книговедения. Принимал участие в деятельности О-ва библиотековедения, мн. годы был чл. Совета и правления. В 1932 В. был назначен зав. б-кой Гос. Эрмитажа, где проработал до 1957. Здесь во время войны он подготовил к эвакуации наиб. ценные кн. и арх. фонды музея.
В ПБ В. поступил 15 февр. 1926; сначала работал по договору, затем состоял в должности б-ря как ред. каталога чит. зала по обществ.-полит. дисциплинам, затем в должности гл. б-ря Резервного фонда. За время работы в ПБ, помимо осн. службы, был избран на заседании Правления в состав оргбюро по созыву II Библиогр. съезда. В 1939 редактировал работу Н. З. Стругацкого "Указатель портретов М. Е. Салтыкова-Щедрина и иллюстраций к его произведениям", в 1941 — каталог Б. С. Бутника-Сиверского "Советский плакат эпохи гражданской войны". После Великой Отеч. войны состоял чл. Уч. совета ПБ.
В 1939 ему по совокупности тр. была присуждена уч. степень канд. искусствоведения за библиогр. и иссл. тр. в этой обл.
С самого нач. своей деятельности В. совмещал теорет. и практ. аспекты библ. работы, гл. в ней было создание теории и методики библиогр. и фундамент. библиогр.-искусствоведч. тр. С его "Библиографии изобразительного искусства" началась история сов. библиогр. этой отрасли. Гл. делом его жизни стало собирание (1909) картотеки тр. о рос. художниках с XI в., продолжение идей Н. П. Собко (см. т. 1), к-рого он считал своим учителем. К 1941 картотека насчитывала 500 тыс. карточек к 25 тыс. имен художников. В. принадлежит и первая моногр. по истории Эрмитаж. б-ки (1940).
Много занимался В. вопросами книговедения. Был активным чл. Ленингр. о-ва библиофилов: с 1923 по 1926 — тов. пред., в 1926—29 — пред. Как книговед он оставил иссл. по анализу ряда кн. собр., по кн. знакам, обзоры иконогр. материалов классиков отеч. лит., очерки о выдающихся отеч. книговедах и библиографах.
С 1957 В. стал ст. науч. сотр. НИИ теории и истории изобразит. искусства Акад. художеств СССР, где была создана спец. Словарная группа, приступившая к подгот. слов. на основе его картотеки. Первая попытка изд. слов. была предпринята самим В. еще в 1941. Том "А—Б" был сдан в изд-во "Искусство", но во время войны потерян. При жизни В., в 1970, вышел в свет 1-й т. "Словаря" в расширенном варианте (с включением художников союз. республик).
Авт. ст. и заметок о рус. художниках, искусствоведах, худож. журн. и худож. учеб. заведениях во 2-м изд. БСЭ.
Похоронен на Серафимовском кладб. в Петербурге.
Соч.: Как устроить и вести маленькую библиотеку: Руководство для фабрич., завод., вол. и сел. б-к. Пб., 1921 (в соавт. с А. Н. Шлосбергом); Библиография библиотековедения. Пг., 1923. Вып. 1; Библиография изобразительного искусства: Указ. лит. на рус. яз. по вопр. теории, истории и практики изобразит. искусств: Архитектуры, скульптуры, живописи и прикладного искусства. Пб., 1923. Ч. 1, вып. 1—2; Библиографический путеводитель по революции 1905 года. Л., 1925; Инструкция для составления библиографических работ. Л., 1928; Библиотека А. Ф. Кони // Альм. библиофила. Л., 1929.; Библиотека Эрмитажа (1764—1939): Крат. ист. очерк. Л., 1940; Живописец Иван Фирсов (1733—1785?): (Материалы к вопросу об авт. картины Гос. Третьяков. галереи "Юный живописец") // Сообщ. Ин-та истории искусств. 1953. № 3; Статьи о ленинградских художниках // Ленинград: Энц. справка. М., 1957.
Справ.: Книговедение; Книга.
Лит.: Острой О. С. Энциклопедия изобразительного искусства // СБф. 1971. № 3; Ее же. Оскар Эдуардович Вольценбург // Там же. 1978. № 4; Ее же. Оскар Эдуардович Вольценбург — книговед и библиофил // Вопросы истории советской книги и библиографии. Л., 1978; Ее же. О. Э. Вольценбург и ленинградские библиофильские организации 1920—1930-х гг. Л., 1982; Альманах библиофила. М., 1983; Берков П. Н. История советского библиофильства. М., 1983; Острой О. С. О. Э. Вольценбург о своем главном труде: [Публ. конспекта докл. В. "История моего собр. кн. по истории рус. искусства и материалов для "Слов. рус. художников"" (1947)] // СБф. 1986. № 2; Вольценбург О. О. Памяти Оскара Эдуардовича Вольценбурга (1996—1971): Восп. дочери // Ист.-библиогр. иссл. 1992. Вып. 2.
Некр.: СБф. 1971. № 3.
Арх.: Арх. РНБ. Ф. 10/1; Пр. и расп. 1928, 1937, 1938, 1946; ОР РНБ. Ф. 533, д. 20; ЦГАЛИ СПб. Ф. 97, оп. 1, 1926, д. 331—333, 397, 400; оп. 3, 1941, д. 581; Арх. Гос. Эрмитажа. Ф. 1, л/с, № 260; Арх. Акад. художеств. Ф. 6, оп. 1, д. 70; Ф. 7, оп. 5, д. 1426; Ф. 10, оп. 2, д. 39.
Иконогр.: Берков П. Н. Указ. соч.; СБф. 1971. № 3.
О. С. Острой