奧恰洛夫於2007年首次代表德國隊參加世乒賽，在第二輪遭當屆亞軍馬琳以4-1擊敗。同年，他在奧地利舉行的歐錦賽中，奪得男單銅牌。

2008年世乒賽，在蒂莫·波爾缺陣的情況下，奥恰洛夫所代表的德國隊在八強止步。在八月的北京奧運，奥恰洛夫於男單十六強不敵中國香港的高禮澤出局；男團方面，他與隊友波爾、蘇斯在半決賽險勝日本隊晉級。決賽不敵中國隊，獲得銀牌。

2009年，奥恰洛夫在丹麥公開賽擊敗當時嶄露頭角的張繼科，這是兩人的首次交手。同年的橫濱世乒賽，奥恰洛夫於十六強碰上同樣二次參賽的馬龍，以4-1落敗。

2011年，奥恰洛夫參加鹿特丹世乒賽，在十六強遭隊友波爾淘汰。年尾的團體世界盃，他爆冷擊敗名將王皓，其傑出表現受到乒壇的關注。

2012年的倫敦奧運會，他先是在男單八強以4-3險勝丹麥名將米凱爾·梅茲。準決賽負於張繼科後，在銅牌爭奪戰中力挫中華台北的莊智淵，奪得這面意義重大的男單銅牌；男團方面，他與蒂莫·波爾、巴斯蒂安·斯特格聯手獲得季軍。

2013年，他於巴黎世乒賽中再次在十六強被隊友淘汰，但這次的隊友是鮑姆。之後他在男單世界盃中殺入四強，並奪得銅牌。

2014年的東京世乒賽，德國隊殺入決賽。奥恰洛夫於決賽中擔任第一單打，他在第二場單打中超水準發揮，以3-0橫掃了張繼科，但隨後在第四場單打遭馬龍封殺3-0，結果獲得亞軍。

2015年的欧洲乒坛是属于奥恰洛夫的一年，奥恰洛夫在这一年内连续斩获歐洲16強賽、欧锦赛、欧运会三个洲际大赛的男单冠军，实现了单赛季对欧洲三大洲际赛的“全制霸”，这一纪录至今无人打破。蘇州世乒賽上，奥恰洛夫在第二輪遭南韓球手李尚洙爆冷擊敗，未能在世乒賽取得突破。

2016年的里约奧運會，奥恰洛夫於男單八強被白俄羅斯選手薩姆索洛夫淘汰，未能再度殺入四強。之后的团体比赛中，奥恰洛夫和队友蒂姆·波尔、斯特格合作，夺得一枚男团铜牌。

2017年，奥恰洛夫擊敗隊友波爾，獲得個人第一座世界盃桌球賽男單冠軍。

2021年的東京奧運會，奥恰洛夫於男單銅牌爭奪戰擊敗中華台北的林昀儒，再度獲得奧運男單銅牌。在之后的团体比赛中，奥恰洛夫再次获得一枚团体银牌，至此个人奥运奖牌数达到6枚，奥恰洛夫也成为奥运史上最成功的乒乓球运动员之一。

2023年德班世乒赛上，奥恰洛夫在双打项目上与队友弗朗西斯卡合作，斩获男双铜牌，这也是奥恰洛夫首次夺得单项世乒赛的奖牌。