Артистка народилася 26 березня 1954 року. У Театрі Радянської армії почала працювати з 1980 року. Грала в спектаклях «Винахідлива кохана», «Гра на клавішах душі», «Пригода бравого солдата Швейка», «Дивовижні пригоди Маші і Віті» та інших.

У кіно Вялікова могла запам'ятатися у фільмі «Звичайне диво». Пізніше вона зіграла в декількох російських серіалах, в тому числі в «Глухарі». У 2014 році Ольга Вялікова отримала медаль «За трудову доблесть».