Journaliste à Radio Sénégal pendant plusieurs années, Ousseynou Diop fait son apparition au cinéma dans le rôle principal du film POUR CEUX QUI SAVENT de Tidiane Aw en 1966.
En 1972, il ose interpréter un homosexuel dans TOUKI BOUKI de Djibril Diop Mambéty, film qui fait scandale à l'époque dans son pays mais fait le tour du monde (il est alors distribué au Canada par Faroun Films, fondé par un certain Rock Demers?) et devient un film culte du cinéma sénégalais.
Expatrié au Canada, tout en poursuivant sa carrière radiophonique au sein de Radio Canada International, Ousseynou Diop apparaît à la télévision de Radio-Canada dans les séries La petite vie, Jamais deux sans toi et Monsieur le Ministre. On le voit aussi sur TV5 en tant qu'animateur de Vues d'Afrique, une série de 13 émissions sur le cinéma africain produite par InformAction. Comme auteur, il travaille actuellement à un scénario de long métrage, NANCY, avec comme toile de fond les deux pays chers à son coeur, le Sénégal et le Canada.
Par ailleurs, Ousseynou Diop est co-fondateur de la Chambre africaine de Commerce et d'industrie du Canada (1980) et de Vues d'Afrique, qui organise le festival Les Journées du cinéma africain et créole depuis 1983.
Il se distingue à nouveau dans MADAME BROUETTE (Moussa SENE Absa, Sénégal, 2003) dans le rôle du commissaire de police.
Il est le grand frère du cinéaste Ahmet Diop.

Il décède le jeudi 10 février 2011 à Montréal (Canada), à l'âge de 70 ans. Il a été inhumé le même jour au cimetière musulman de Laval, après la prière de 14 heures à la mosquée Marocaine, a indiqué à l'Agence de Presse sénégalaise une source proche du disparu (dépe^che datée du vendredi 11 février 2011, APS.sn).