โอ วรุฒ เกิดวันที่ 17 ก.ย. พ.ศ. 2512 บิดาชื่อ แรม วรธรรม เป็นนักแสดงอาวุโส โอ วรุฒ เป็นหลานตาของ ร.ท.ม.ล.พร้อม กุญชร (พี่ชายพล.ท.ม.ล.ขาบ กุญชร) จบการศึกษาจากโรงเรียนกรุงเทพคริสเตียนแล้วไปเรียนต่อที่อังกฤษ เพื่อเรียนด้านการบิน
จากนั้นปี 2531 โอ วรุฒ เข้าวงการบันเทิง โดยการชักชวนของ มิ่งขวัญ แสงสุวรรณ มีผลงานการแสดงเรื่องแรกคือ ภาพยนตร์คู่กรรม แสดงคู่กับจินตหรา สุขพัฒน์ ซึ่งภาพยนตร์เรื่องนี้นับเป็นผลงานแจ้งเกิดของเขาและสร้างชื่อประดับในวงการบันเทิงอย่างงดงาม ก่อนจะมีผลงานทั้งภาพยนตร์และละครโทรทัศน์ตามมามากมายเช่น เขาชื่อกานต์ ,พรุ่งนี้ฉันจะรักคุณ, โก๊ะจ๋าป่านะโก๊ะ, ละอองดาว ,พี่เลี้ยง, ในฝัน ฯลฯ ขณะเดียวกันก็รับบทพิธีกรรายการโทรทัศน์ควบคู่ไปด้วย อาทิ กรุสมบัติ ลุ้นแล้วรวย เกมนักชิม สะบัดช่อ ดาราพาตะลุย โอโน่โชว์ และรายการโอโน่โชว์นี่เองทำให้เจ้าตัวสนิทสนมกับ นีโน่ เมทนี บุรณศิริ
ด้านฉายาในวงการบันเทิง โอ วรุฒ เคยได้รับการเรียกนามว่า “เจ้าชายสายเสมอ” เพราะจากพฤติกรรมที่ไม่ตรงต่อเวลาในการทำงาน
ส่วนชีวิตส่วนตัว โอ วรุฒ เคยสมรสกับ เก๋ เจษฏาวัลย์ จันทร์แตง มีอายุห่างกัน 17 ปี โดยไม่จดทะเบียนสมรส มีบุตรชาย 1 คน ชื่อ แอร์บัส อาณาจักร วรธรรม ปัจจุบันแยกกันอยู่ นอกจากนั้น โอ วรุฒ ได้เคยเปิดเผยว่าเคยมีบุตรชายคนโตชื่อเอ้ก ที่เกิดจากภรรยาคนแรกปัจจุบันนี้อยู่ต่างประเทศ
โอ วรุฒ โด่งดังทางการแสดงอยู่นาน จนกระทั่งหลายปีก่อนการแสดงน้อยลง สาเหตุจากสุขภาพเพราะเขาติดสุราเรื้อรัง ทำงานไม่ได้จนขาดรายรับจนเจ้าตัวเคยบอกว่าไม่มีรายได้สักบาท จนทำให้ตัดสินใจเลิกสุราและรับการบำบัดรักษาอย่างต่อเนื่องจากโรคพิษสุราเรื้อรัง จากการดื่มสุราหนักติดต่อกัน 30 ปี และรับเป็นวิทยากรเดินสายทั่วเชียงใหม่รณรงค์ให้คนเลิกสุรา อีกทั้งเขายังเปิดร้านอาหารและเครื่องดื่มชื่อ “บ้านวรุฒ” เพื่อบริการลูกค้าด้วยตนเอง
ล่าสุด เมื่อวันที่ 9 ก.ย. โอ วรุฒ วรธรรม ถูกนำส่งโรงพยาบาลหางดง จ.เชียงใหม่ หลังเกิดอาการชักหมดสติ และหยุดหายใจ โดยเมื่อรถกู้ชีพนำ โอ วรุฒ มาถึงโรงพยาบาล แพทย์ได้รับนำตัวเข้าห้องฉุกเฉินแล้วปั๊มหัวใจ 2 รอบจนมีชีพจร จากนั้นรีบส่งตัวต่อไปยังโรงพยาบาลนครพิงค์แต่อาการไม่ดีขึ้น จนโอ วรุฒ จากไปอย่างสงบในเวลา 02.40 น. ของวันที่ 11 กันยายน
