Deuxième des trois filles de ses parents, Oh Hye-ri naît le [1]. À l'âge de 8 ans, Oh Hye-ri commence le taekwondo en suivant ses amis écoliers dans les cours de combat après l'école[1]. Son père meurt quand elle a 10 ans et elle est élevée par sa mère[1],[2]. Elle se découvre un talent sportif et commence les compétitions à 14 ans[1].
Pas prête pour les Jeux olympiques 2008, Oh Hye-ri tente de se qualifier pour les Jeux olympiques de 2012 dans une sélection nationale relevée pleine de talents[1]. À l'échauffement, elle se blesse à la cuisse qui gonfle et l'empêche de se qualifier[1],[2]. Trois années plus tard, aux Championnats du monde de taekwondo 2015, elle remporte le titre de championne du monde[1]. Tête de série no 6 aux Jeux olympiques de Rio en 2016, la Coréenne atteint la finale et est opposée à la Française Haby Niare, no 1 du tournoi[1],[2]. Dans une impressionnante et spectaculaire finale, Oh domine nettement la deuxième manche, infligeant deux coups de pied à la tête coup sur coup à son adversaire[3], et remporte le combat sur le score de 13 à 12 et devient championne olympique[1],[4].
Malgré ce titre olympique, considéré comme normal en Corée du Sud où le taekwondo est le sport national, l'athlète est reçue froidement à son pays, les Coréens jugeant le nouveau style de combat de l'équipe national, plus tactique et moins spectaculaire, comme décevant[1]. Sa gloire nationale est masquée par le titre olympique de l'escrimeur Park Sang-young[1]. Elle ne reçoit par exemple aucune proposition de publicité commerciale[1].