Oscar Albert Johnsen var professor i historie ved universitetet i Kristiania/Oslo i mer enn 30 år. Han markerte seg særlig som lokalhistoriker og kildeutgiver, men ytet også viktige bidrag til eneveldets historie.
Johnsen vokste opp på Tjøme. Etter et kort opphold som typograflærling i Tønsberg tok han middelskoleeksamen der 1894 og examen artium som privatist i Kristiania 1896. Deretter fulgte et år som huslærer i Valdres og filologistudier ved universitetet i Kristiania, og han ble cand.philol. med historie hovedfag 1901. Allerede i studietiden og i de første årene etter eksamen livnærte han seg som lærer, samtidig som han skrev en rekke større og mindre lokalhistoriske arbeider. Han ble dr.philos. 1906, og året etter fikk han stilling som universitetsstipendiat. Han ble dosent 1911 og professor i historie ved universitetet 1913. Dette embetet innehadde han til 1945.
Innen rikshistorien tok Johnsen i første rekke for seg emner fra dansketiden og da særlig eneveldets historie. Doktoravhandlingen fra 1906 omhandlet De norske Stænder, og 1909 gav han ut Hannibal Sehesteds Statholderskab. 1911–14 kom bindene om perioden 1660–1814 i verket Norges historie fremstillet for det norske folk. Det store spørsmålet for Johnsen var hvordan grunnlaget for en ny, selvstendig norsk stat ble lagt i dansketiden. Her la han avgjørende vekt på bondestandens positive sosiale og økonomiske utvikling etter 1660, en utvikling som skjedde på tross av den danske kongemakten. Således mente han at Norges stilling ble svekket med innføringen av eneveldet 1660, fordi den danske kongen ønsket en sammensmelting av Danmark og Norge. På denne måten understreket Johnsen bondestandens rolle i norgeshistorien, noe han også kom til å gjøre i andre arbeider, bl.a. i avhandlingen Noregsveldets undergang. Her argumenterte han for at det norske bondesamfunnets tap av frihet i høymiddelalderen måtte sees på som en hovedårsak til at Norge mistet sin nasjonale selvstendighet i senmiddelalderen.
Innenfor middelalderforskningen stilte Johnsen seg kritisk til den nye, radikale kildekritikken som Edvard Bull d.e. og Halvdan Koht stod for. Selv forsvarte han Snorres objektivitet og de tradisjonelle oppfatninger av sagatidens politiske forhold mot Kohts grunnleggende kritikk 1911.
Som forfatter, organisator og veileder var Johnsen en nøkkelperson innen den lokalhistoriske forskningen, som i begynnelsen av 1900-tallet vokste frem som et selvstendig forskningsfelt. Så vel det første som det siste historieverket han bidrog til, var lokalhistorie. 1903 kom boken Hurum herred. En historisk-topografisk beskrivelse, som innbrakte ham Den norske historiske Forenings lokalhistoriske pris. Mot slutten av livet redigerte han bygdeboken Sem og Slagen. Han redigerte også Larviks historie og skrev Tønsbergs historie i to bind, og han tok 1923 initiativet til å opprette Vestfold Historielag, der han redigerte tidsskriftet Vestfoldminne frem til 1932 og ble æresmedlem 1933. På det organisatoriske plan medvirket han også ved stiftelsen av Landslaget for by- og bygdehistorie 1920 og var formann der frem til 1945; fra 1922 var han dessuten redaktør for lagets tidsskrift, Heimen. Johnsen bidrog til å endre lokalhistorien fra å være sterkt personorientert til å legge større vekt på sosiale og økonomiske prosesser, samt å knytte lokalhistorien til rikshistorien.
Som så mange andre historikere hadde også Oscar Albert Johnsen forbindelser til politikken. Rundt 1920 benyttet bondebevegelsen seg av hans historiske evner og kunnskaper. Det sentrale arbeidet hans i så måte var Norges bønder. Utsyn over den norske bondestands historie, basert på foredrag han holdt i regi av Landmandsforbundet 1916–17. Ifølge ham selv skulle boken mobilisere bøndene gjennom å vekke bevisstheten om bondens rolle i norgeshistorien. Hovedbudskapet var at bondestanden hadde en særskilt oppgave i å verne nasjonen mot stormløp fra en revolusjonær arbeiderklasse. Tilknytningen til jorden gav et solid grunnlag for fedrelandskjærligheten, noe fabrikkens og storbyens liv ikke gjorde.
Enkelte av Johnsens lokalhistoriske arbeider hadde også tilknytning til politikken. Finnmarkens politiske historie, bestilt og finansiert av Utenriksdepartementet, kan sees som en akademisk underbygging av Norges historiske rettigheter i regionen, til støtte for norske krav ovenfor Finland og fornorskingspolitikken rettet mot den kvenske og samiske minoriteten. På grunn av sin uklare holdning til okkupasjonsmakten under den annen verdenskrig ble Johnsen ekskludert fra Det Norske Videnskaps-Akademi i styremøte 20. mars 1946. Han hadde vært medlem siden 1907. Johnsen var alene om å bli ekskludert på denne bakgrunn.
Johnsen la ned et betydelig arbeid i kildeutgivelser, bl.a. Aktstykker til de norske stændermøders historie og kommentarutgaver av Snorres saga om Olav den hellige og den såkalte “Legendariske saga”, og som medutgiver av flere bind i serien Norges gamle Love. Han var formann i styret for Kjeldeskriftfondet og Kjeldeskriftrådet 1928–33. Han drev omfattende arkivstudier i flere europeiske land og deltok bl.a. i flere skandinaviske arkivundersøkelser i Vatikanarkivet. Han skrev dessuten en oversikt over Norges økonomiske historie på tysk, Norwegische Wirtschaftsgeschichte.
1937 mottok Oscar Albert Johnsen Videnskapsakademiets Fridtjof Nansen-belønning. Han var ridder av den svenske Nordstjärneorden og innehaver av Norges Bondelags hederstegn i gull.