Су-24М Пєшкова був збитий 3 листопада 2015 року турецьким винищувачем поблизу сирійсько-турецького кордону в районі гірської Латакії. Екіпаж літака катапультувався. Пєшков загинув під час приземлення на парашуті його обстріляли бойовики з землі. Пілотові посмертно присвоєно звання Героя Росії.
24 листопада 2015 року його літак був збитий турецьким винищувачем над горами Туркмен, Пєшков та штурман Костянтин Мурахтін катапультувалися, але по них відкрили вогонь із землі. В результаті Олег Пєшков загинув. Указом президента Росії від 25 листопада того ж року Пєшков удостоєний звання Героя Російської Федерації.
24 листопада 2015 року літак Су-24, пілотований Пєшковим, був збитий літаком турецьких ВПС у районі сирійсько-турецького кордону Підполковник Олег Пєшков загинув, коли після катапультування спускався на парашуті під обстрілом бойовиків із землі.