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  1990年畢業於塔林理工大學。1998年畢業於鮑曼莫斯科國立技術大學,獲得製冷技術學位。畢業後在科羅廖夫能源火箭航天集團工作。

  2003年5月29日成為宇航員人選,6月16日至2005年6月28日期間接受基礎太空訓練,並以優異成績通過考驗,2005年7月5日獲得實驗宇航員資格。

  莫斯科時間2014年3月26日凌晨1時17分(北京時間5時17分),聯盟-FG運載火箭在拜科努爾航天發射場發射成功。9分鐘後,載有阿爾捷米耶夫、亞歷山大·斯克沃爾佐夫和史蒂文·斯旺森的聯盟TMA-12M號宇宙飛船與運載火箭分離,並進入預定軌道。飛船繞地球執行了4圈後前往國際空間站。  格林尼治時間8月18日14時(北京時間22時)左右,他和斯克沃爾佐夫走出空間站,開始了5個多小時的太空行走。出艙行走大約22分鐘後,他用戴著手套的右手將一顆來自祕魯的人造迷你衛星送入太空。  2014年9月11日,搭載遠征40任務成員的聯盟TMA-12M號飛船在哈薩克預定區域著陸。飛船著陸時的安全由約200名官兵、14架米-8直升機、3架安-12和安-26飛機以及6臺機動車輛保障。

  莫斯科時間2018年3月21日20點44分(北京時間22日凌晨1點44分),他和美國宇航員安德魯·福伊斯特爾和理查德·阿諾德乘坐聯盟MS-08載人飛船從哈薩克拜科努爾發射場發射升空。他們此行攜帶了一個足球。這個足球被稱作“電視之星 18”,是6月俄羅斯世界盃的比賽用球。  4月2日,阿爾捷米耶夫在Twitter上傳一張在微重力環境下發芽的太空洋蔥照片。這是他第二次將洋蔥帶上太空。  4月,他和什卡普列羅夫在太空參加了2018年的“世界俄語聽寫大賽”,他也曾在2014年太空任務中參加該年度大賽。  6月12日,他在國際空間站錄製視訊,向俄公民祝賀“俄羅斯國慶日”。  莫斯科時間8月30日凌晨時分,俄羅斯飛行控制中心值班員發現國際空間站艙內有微量漏氣現象。後來經過檢查,阿爾捷米耶夫等隊員在聯盟號飛船軌道艙壁內發現了一個直徑約1.5毫米的穿孔。他們用膠水和膠帶將穿孔填補封好。阿爾捷米耶夫在事後稱,同事謝爾蓋·普羅科皮耶夫的頭髮因此白了40多根。普羅科皮耶夫則稱,白髮是飛船減壓事故後才有的。  哈薩克時間2018年10月4日17時44分許(北京時間19時44分許),聯盟MS-08載人飛船在哈薩克傑茲卡茲甘附近一處空曠地區成功著陸。
奧列格·格爾馬諾維奇·阿爾捷米耶夫(,1970年-12月28日)是俄羅斯宇航員。