Ondřej Holomek začínal s hokejem ve Valašském Meziříčí, kde se také narodil. Protože zde byl hokej na velmi špatné úrovni, odešel do Vsetína, kde působil až do sezóny 2007/2008.

Poté ho objevilo vedení ústeckého Slovanu a přetáhlo ho na svou loď. A dobře udělalo. Holomek odvádí velmi dobré výkony.

Své kvality předvedl už v předešlých dvou sezónách, kdy se na něj mohl spolehnout trenér juniorky. V sezóně 2009/10 získal ve 44 zápasech 27 bodů za 15 gólů a 12 asistencí. V té samé sezóně se objevil i ve třech zápasech v reprezentační dvacítce.

V sezóně 2010/2011 se dokázal prosadit do základní sestavy Ústeckých Lvů. Trenéři ho využívají na důležité momenty zápasu a on zatím jejich důvěru nezklamal. Ba naopak. Je zatím jedním z nejproduktivnějších obránců Slovanu.