Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Leinster back-rower har varit ute ett antal veckor med en kalvskada men har deltagit fullt ut i träningen sedan tisdag.
Iain Henderson börjar i andra raden när Donnacha Ryan har kämpat den här veckan med en knäskada.
Ian Keatley är uppkallad som flyg-halv Paddy Jacksons understudie på bänken, som också inkluderar ytter Tommy Bowe.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Ryan har lidit av en niggling medial ligament skada och har inte tränat sedan tisdag.
"Vi ville ha lite mer säkerhet om honom men samtidigt Iain har gjort ett super jobb för oss i det förflutna," förklarade Irland coach Joe Schmidt på laget tillkännagivande.
Keith Earls och Simon Zebo börjar på vingarna.
Regelbunden nummer 10 Johnny Sexton uteslöts från Murrayfield match tidigare i veckan som kalvskadan han plockade upp i Leinsters Champions Cup match mot Castres den 20 januari har ännu inte helt läkt.
Den 31-årige har en "utomliggande chans" att möta Italien i Rom den 11 februari, enligt Schmidt.
Sextons otillgänglighet lämnar Ulsters Jackson för att göra sin sjätte start på åtta matcher för Irland, hans sista kommande i segern över Australien i Irlands sista höst internationella i november.
Munster flanker Peter O'Mahony är ute med en hamstring problem så öppen sida O'Brien ansluter blind sida flanker CJ Stander och nummer åtta Jamie Heaslip i den bakre raden.
Andrew Trimbles frånvaro med en ljumskeskada lämnade Earls och Zebo som uppenbara val att gå full-back Rob Kearney i den bakre tre, med Bowe få nick bland ersättare framför Craig Gilroy eller Tiernan O'Halloran.
Garry Ringrose och Robbie Henshaw bildar mittfältet parning, med Conor Murray gå Jackson att göra upp halvback partnerskap.
Framtill behålls den främre radkombinationen av Jack McGrath, Rory Best och Tadhg Furlong, medan Devin Toner går med Henderson i lås.
Uncapped hora Niall Scannell och hans Munster front-row partner John Ryan är listade som ersättare i stället för James Tracy och Finlay Bealham.
BBC Skottlands Tom Engelska
Irlands lag är formidabelt, trots att Johnny Sexton inte är med i det. Det är en illustration av deras djup som Donnacha Ryan, en standout i andra raden i segern över Nya Zeeland, inte nu kan komma in i 23.
Jared Payne och Jordi Murphy, ytterligare två hjältar från denna historiska seger, är långsiktiga skador, men Irland är fortfarande laddade med klass, makt och erfarenhet.
Irland: R Kearney; K Earls, G Ringrose, R Henshaw, S Zebo; P Jackson, C Murray; J McGrath, R Best, T Furlong; I Henderson, D Toner; CJ Stander, S O'Brien, J Heaslip.
Ersättningar: N Scannell, C Healy, U Dillane, J Ryan, J van der Flier, K Marmion, I Keatley, T Bowe.
Flanker Sean O'Brien har utsetts i Irland laget för att möta Skottland i lördagens Six Nations öppnare.