องอาจ วงษ์ประยูร เกิดเมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2505 เป็นบุตรของนายบัญญัติ วงษ์ประยูร อดีต ส.ส. สระบุรีหลายสมัย และนางทองอยู่ วงษ์ประยูร มีพี่น้อง 4 คน หนึ่งในนั้นคือนายอรรถพล วงษ์ประยูร ซึ่งเป็น ส.ส. สระบุรีเช่นกัน

สำเร็จการศึกษานิติศาสตรบัณฑิต สาขากฎหมาย มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, Bachelor of Science International Business สาขาบริหารธุรกิจ Fort Lauderdale College และศิลปศาสตรมหาบัณฑิต สาขารัฐศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง

สมรสกับนางปิยะดา ส.อบจ.สระบุรี เขตอำเภอพระพุทธบาท (ปี พ.ศ. 2554) มีบุตร 2 คน บุครชายชื่อ นายเอกชัย วงษ์ประยูร จบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์