Question: Как правильно записать: ученик МОУ Октябрьской СОШ или ученик МОУ Октябрьская СОШ? 

Хотелось бы видеть документ, на основании которого можно обосновать верную запись фразы.

Answer: 
"Октябрьская СОШ" - имя собственное муниципального общеобразовательного учреждения:

*Ученик МОУ "Октябрьская СОШ".*

Склонять не надо. Точного правила не найду, но не совпадает род (учреждение - школа).

Может быть, этот источник подойдёт - как ориентир:

**[Муниципальные общеобразовательные учреждения](http://www.raionistra.ru/admin/uprav/obr/doc/info1.html)**

---

По следам комментариев:

Сообразила, что дело не в роде, а в том, что закавыченное название сохраняет свой именительный падеж.

*Магазин "Снежная королева" - ученик продавца магазина "Снежная королева".*

Падеж названия может быть и не именительным - *кафе "В пути...",* - важно, что оно (закавыченное название) остаётся неизменным.
Лучше узнать в конкретной школе, ибо в моей было правильно 'МОУ со школа №' .