Олег Михайлович родился в узбекском городе Термез в семье военнослужащего.
В 1957 году пошёл в школу.
За время обучения сменил несколько школ, в связи с новыми назначениями отца и связанными с ними переездами.
В 1967 году Вавилов поступил на первый курс ГИТИСа им. А. В. Луначарского и попал в мастерскую на актёрский курс к профессору Марине Николаевне Орловой и народному артисту СССР Василию Александровичу Орлову, который в то время являлся также актёром МХАТа.
Дипломными работами Олега Вавилова стали роли в спектаклях: «Женитьба» Н. В. Гоголя (Кочкарёв), «Платон Кречет» Александра Корнейчука, «Шесть персонажей в поисках автора» Луиджи Пиранделло.
В 1971 году сыграл первую роль на сцене казанского БДТ им. Качалова.
Это была роль Малыша в спектакле «Затюканный апостол» А. Макаёнка.
Далее — роль Валентина в спектакле «Валентин и Валентина» М. Рощина и роль Герострата в спектакле «Забыть Герострата!..» Григория Горина.
В 1974 году Вавилов начал играть в Московском ТЮЗе.
А с 1978 по 2003 год Олег Вавилов — актёр Театра на Малой Бронной.
Первой работой в этом театре стала роль Лунина в спектакле «Лунин, или смерть Жака» Эдварда Радзинского режиссёра Александра Дунаева.
Параллельно он играл в театре
«У Никитских ворот» (спектакль «Романсы с Обломовым») и театре «Сфера» (спектакль «Смех во мраке»).
актер в спектакле "Орнифль" -2012г.
Театр Сатиры.
В 2004 году актёр поступил в Театр Сатиры.
В 2005 году начал участвовать в постановке Светланы Враговой «Старый Дом» в театре «Модернъ».
В 2008 году в театр «Модернъ» из Театра Сатиры был перенесён спектакль «Однажды в Париже» с участием Веры Васильевой и Максима Демченко.
Актер снимался в "Кабачке 13 стульев" (1966-1980) в роли пана Збышека.
Далее в 1975 году снялся в фильме - спектакле "Трактирщица".
Первой работой Вавилова в кино стала сыгранная им в 1976 году роль ординарца Алёши в фильме «Псевдоним: Лукач».
А в 1977 году Олег Михайлович сыграл одну из своих самых знаковых ролей — роль Юры в фильме
«Странная женщина» Ю. Райзмана.
Далее были фильмы:
"Второе рождение" (1980),
"Всем - спасибо!" (1981),
"Солдат и змея" (1982),
"Ускорение" (1983),
"Загадочный наследник" (1987),
"Конец Вечности" (1987),
"Бродячий автобус" (1989),
"Дело Сухово-Кобылина" (1991)
и другие.
В 2000-е Вавилов снимался во многих фильмах и сериалах:
"В лесах и на горах" (2010),
"Идеальное убийство" (2010),
"Без следа" (2011-2012),
"Хомо Эректус" (2012),
"Дорога домой" (2014),
"Роковое влечение" (2016)
и других.
В фильмографии актера около 60-ти работ.
Личная жизнь:
Жена — Наталия Вениаминовна Батаен (умерла в 2016 от горя после смерти сына), журналист, директор музея-квартиры В. И. Немировича-Данченко.
Похоронена на Щербинском кладбище рядом с сыном.
Сын — Георгий (1981—2016), актёр Малого театра.
Умер в возрасте 34 лет во сне от разрыва сердца.
Похоронен на Щербинском кладбище.
На тот момент Вавилов с женой уже были в разводе и жили отдельно друг от друга.
Актер — за городом, а бывшая жена с сыном в московской квартире.
Однажды Олег Михайлович вернулся домой после командировки и позвонил Наталье, чтобы услышать сына.
Женщина объяснила, что молодой человек спит и не может подойти к телефону.
На следующий день Вавилов снова не смог поговорить с Георгием, и через день тоже.
На четвертый день артист узнал от Натальи страшную весть, она растерянно произнесла:
«Кажется, Егор умер...».
Вавилов сразу же приехал в столичную квартиру, но та не открыла дверь, пришлось вызывать МЧС.
Оказалось, что Георгий действительно мертв, причем пролежал он так две недели.
Врачи констатировали, что молодой человек умер от сердечной недостаточности.
А у Натальи диагностировали шизофрению в тяжелой стадии на фоне сильного стресса.
Она ненадолго пережила сына, ее отправили в психиатрическую клинику, но терапия не помогла и Наталья скончалась.
Тогда то, по словам друзей у Олега Михайловича и начались проблемы со здоровьем.
Болезнь и смерть актёра:
2 мая 2021 года Олега Вавилова госпитализировали в Боткинскую больницу, когда ему стало плохо прямо во время спектакля «Хомо Эректус» в Театре Сатиры.
Как говорил «Пятому каналу» сам Вавилов, во время второго акта у него началось головокружение.
Врачи обнаружили у актёра проблемы с кровообращением в головном мозге.
Скончался Олег Вавилов 22 февраля 2022 года на 73-м году жизни, в Москве, в результате продолжительной болезни,(онкологическое заболевание).
В театре, где работал Вавилов, опровергли сообщения о том, что причиной его смерти стал коронавирус.
Церемония прощания состоялась в фойе Театра Сатиры.
Похоронили актёра в Москве на Троекуровском кладбище.
