Налітав 1750 годин. 24 листопада 2015 року Олег Пєшков загинув, здійснюючи бойовий виліт у Сирії із завданням нанесення бомбового удару. Бомбардувальник СУ-24М був збитий ракетою “повітря-повітря” з винищувача ВПС Туреччини. Похований 2 грудня 2015 року на Центральній алеї міського кладовища Липецька з військовими почестями.
Олег Пєшков – льотчик-снайпер. 24 листопада 2015 року його літак збив турецький винищувач. Пєшков і його штурман Костянтин Мурахтін катапультувалися, але по них відкрили вогонь із землі. 25 листопада 2015 року указом президента РФ Олега Пєшкова удостоїли звання Героя Російської федерації посмертно.
Загибель російських військових у Сирії Су-24М Пєшкова збив 3 листопада 2015 року турецький винищувач поблизу сирійсько-турецького кордону в районі гірської Латакії. Екіпаж літака катапультувався. Пєшков загинув під час приземлення на парашуті, його обстріляли бойовики із землі. Пілоту посмертно присвоєно звання Героя Росії.