Является одним из ведущих ученых, лидером в области урологии, андрологии и репродуктивного здоровья. Является новатором многих практических и фундаментальных направлений в урологии. Профессор Аполихин внес большой вклад в исследования и разработку новых методов лечения и диагностики заболеваний органов мочевыделительной системы и мужских половых органов, в решение теоретических и практических проблем организации оказания высокотехнологичной и специализированной медицинской помощи больным с различными урологическими и андрологическими заболеваниями, разработку методов модернизации здравоохранения на основе принципов профилактической и доказательной медицины. Научно-исследовательская работа Аполихина О.И. неразрывно связана с практическим здравоохранением.