Mitglied der Werchowna Rada der Ukraine der IV. bis VII. Wahlperiode, Mitglied der Fraktion der Partei der Regionen (seit Dezember 2012), Mitglied des Ausschusses für Agrarpolitik und Landbeziehungen (seit Dezember 2012); Mitglied des politischen Rates der Partei der Regionen. Kandidat für das Amt des Präsidenten der Ukraine bei den außerordentlichen Wahlen am 25. Mai 2014 (zog seine Kandidatur zurück). Wurde wiederholt wegen Ukrainophobie und Separatismus kritisiert und steht auf der gesamtukrainischen Liste der gesuchten Straftäter.

Am 3. Juni 2014 stimmte die VRU zu, Tsarev strafrechtlich zu verfolgen, festzunehmen und in Haft zu nehmen. Später wurde er jedoch freigelassen.

Am 26. Juni 2014 wurde er zum "Parlamentssprecher" der sogenannten Noworossija gewählt - einer Vereinigung der russisch kontrollierten Gruppen "DNR" und "LNR", die von der ukrainischen Generalstaatsanwaltschaft als terroristisch eingestuft wird. Er steht in Verbindung mit dem "Komitee zur Rettung der Ukraine", das am 3. August 2015 in Moskau von ehemaligen hochrangigen ukrainischen Beamten der Janukowitsch-Präsidentschaft gegründet wurde.

Nach der russischen Großoffensive auf die Ukraine wird er seit März 2022 der Zusammenarbeit mit Russland und den russischen Besatzern verdächtigt.

Er beteiligte sich aktiv an russischen Propagandavideos in den besetzten Gebieten der Region Kiew.

Im März 2022 bot der Leiter der Militärverwaltung von Kryvyi Rih, Oleksandr Vilkul, an, die Stadt an die russischen Besatzer zu übergeben, was jedoch abgelehnt wurde. 

Am 27. Oktober 2023 berichteten die Medien, dass auf Oleh Tsarev ein Attentat verübt wurde, während er sich im Kirov-Sanatorium in Jalta aufhielt. Medienberichten zufolge wurde Tsarev von zwei Schüssen getroffen, sein Zustand ist "sehr kompliziert". Der SBU übernahm die Verantwortung für die Tötung des Mitarbeiters.