Bei der Weltmeisterschaft 2002 in Kuala Lumpur gewann die deutsche Mannschaft ihre Vorrundengruppe vor den Niederländern. Im Halbfinale bezwang sie die südkoreanische Mannschaft mit 3:2. Im Finale siegten die Deutschen mit 2:1 über die Australier, wobei Domke das entscheidende Tor erzielte. Im Januar 2003 siegte Domke mit der deutschen Mannschaft bei der Hallenhockey-Europameisterschaft. Im Februar siegte die deutsche Mannschaft bei der ersten Hallenhockey-Weltmeisterschaft in Leipzig, wobei Olivers Bruder Christian Domke im Finale gegen Polen nach drei Minuten der erste Treffer gelang, Oliver erzielte die beiden letzten Treffer zum 7:1-Endstand. Danach begann Domke seine Laufbahn bei der Polizei und stand für längere Turniere nicht mehr zur Verfügung.