Ole Bentsen eide flere gårder i Aker og hadde et sagbruk og en kvern ved Akerselva, men det er ikke som proprietær og sagbrukseier han har utmerket seg. I ettertiden huskes han fremfor alt som papirindustriens far i Norge.
1. juni 1686 fikk Bentsen kongens privilegium på å opprette en papirmølle ved Christiania. Bentsen mente at han skulle kunne dekke hele forbruket av papir i Norge, og fikk derfor enerett til å fremstille papir i Norge i en periode på 15 år. Papirmøllen ble lagt på Vøyen, der Bentsen tidligere hadde utnyttet vannkraften til bordskjæring. Bentsen ble trolig kjent med papirproduksjon via sine forretningsforbindelser. Vi vet at han 1684 var i Holland for å gjøre seg kjent med hvordan en papirmølle kunne innrettes. I den første etableringsfasen stod han alene om prosjektet, men omkring 1693–94 begynte han å samarbeide med admiralitetsråd Gerhard Treschow, som hadde penger å satse på foretaket. Bentsen ledet det praktiske arbeidet med å bygge opp papirmøllen sammen med hollandske eksperter. Papirproduksjonen kom i gang under ledelse av en papirmester fra Zaandam, som var blitt engasjert av Bentsen under en reise til Holland. Også andre papirarbeidere kom fra Zaandam, som var kjent for å lage utmerket papir. 1696 kunne det eksporteres papir fra Christiania.
Bentsen var en entusiast som skaffet seg innsikt og nødvendige forbindelser i utlandet slik at han kunne realisere planene om en norsk papirmølle, men det ble ikke noen fart i prosjektet før Treschow gikk inn som kompanjong og stilte penger til disposisjon. Allerede 1695 begynte imidlertid kompanjongene å slåss innbyrdes. Treschow ville presse Bentsen ut som medeier og gjøre ham til inspektør og tilsynsmann, men Bentsen gav seg ikke. Forholdene ved papirmøllen må ha vært nokså uholdbare; Treschow gav arbeidsfolkene beskjed om at Bentsen skulle stenges ute, og 1698 krevde han til og med tvangsauksjon over Bentsen. Samme år tok Treschow over de kongelige privilegiene for papirmøllen.
Bentsen prøvde å komme til en minnelig ordning med Treschow, men uten å lykkes. Til slutt (1714) trakk han sin tidligere kompanjong for retten og ble tilkjent en erstatning. Saken ble appellert og ble først avgjort i Overhoffretten 2. mars 1716. Bentsen ble tilkjent en betydelig økonomisk godtgjørelse, over 1300 riksdaler samt saksomkostninger.
Tett opp til papirmøllen lå Bentsens kvernbruk. Herfra kunne han frem til sin død 1734 følge med på hva som skjedde i den industribedriften han hadde viet sine krefter helt fra 1684 og til han ble kastet ut 1698. Professor Andreas Holmsen har ment at Bentsens vanskjebne ikke skyldtes kapitalmangel, men manglende evne til å utnytte sine ressurser. Hans far hadde vært en betydelig sagbrukseier og trelasthandler, og Bentsen hadde arvet eiendommer i Sørkedalen, en bygård, Vøyen foss og kvernbruk. Han interesserte seg imidlertid ikke for å ta over farens trelastvirksomhet, men lot seg kjøpe ut av blant andre sin svoger Mogens Lauritzsøn, som drev virksomheten videre og arbeidet seg opp til å bli en av de rikeste menn i landet. Han regnes for å være grunnleggeren av forretningsdynastiet Mogensen–Mathiesen.
Bentsen var kjent som en rundhåndet person som hadde en stor vennekrets og ytet hjelp til mange. Bl.a. gav han bort flere hundre riksdaler til Oslo hospital. Hans kompanjong Treschow var en hensynsløs, men også dyktig forretningsmann. Allerede omkring 1696 begynte han å skifte ut de hollandske papirarbeiderne med norske og bidrog dermed til å skape et norsk fagarbeidermiljø. Men 1717 kunne nok Bentsen med en viss skadefryd registrere at Treschow var kommet i gjeld og måtte selge papirmøllen til Christiania-kjøpmannen Johan Jochum Lonicer.
Bentse Bruk ved Akerselva kom i drift 1863. Det var Norges eldste tresliperi, og fikk sitt navn etter Ole Bentsen, i velvillig erindring om ham som tok initiativ til å starte norsk papirproduksjon omtrent 180 år tidligere.