Formado
em Engenharia pela Academia Naval dos Estados Unidos em 1968 e
com um mestrado científico em Aeronáutica pela Universidade West
Florida em 1970, formou-se como piloto naval pela Escola de Pilotos de
Teste Navais dos EUA em 1976.
Na
sua carreira como piloto, serviu em jactos A-4 Skyhawk e Sea Harrier
nos Estados Unidos, na Europa e no Pacífico Ocidental. No total, cumpriu cerca
de 5 000 horas de voo em mais de 40 tipos de aeronaves.
Foi
seleccionado para o curso de astronautas da NASA em 1980. Após a
qualificação, foi designado para funções em terra, em apoio de missões do ónibus
espacial e serviu como Capcom nas missões STS-5 até STS-9.
Com
o acidente da Challenger em 1986, O’Connor passou os três anos seguintes
trabalhando numa série de tarefas de segurança e de gestão para as futuras
missões do ónibus espacial, além de ter coordenado as primeiras actividades de
recolhimento, análise e montagem dos destroços nos dias seguintes à tragédia.
Foi
pela primeira vez ao espaço em Novembro de 1985 como piloto da missão STS-61-B
Atlantis, a primeira a colocar quatro satélites em órbita terrestre, num
total de 108 órbitas e 165 horas no espaço. A segunda foi em 5 de Junho de
1991, na STS-40 Columbia, uma missão do Spacelab dedicada à
biologia e a primeira a transportar três mulheres na tripulação, com a duração
de nove dias.
Deixou
a NASA em 1991 após o seu último voo, para comandar o Departamento de
Aviação Naval no Naval Air Test Center na base de Patuxent River,
retornando no ano seguinte para assumir funções no quartel-general da agência
em Washington, D.C.
Em
2011, aposentou-se definitivamente depois de exercer o cargo de Oficial
Chefe de Segurança e Garantia de Missão, perfazendo um total de mais de 30
anos de serviços prestados na NASA.
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