Родилась в г. Бежица (ныне один из административных районов Брянска).Выпускница Смоленского медицинского института (1941). Участница Великой Отечественной войны. Работала хирургом в рядах действующей армии, позже — заведующая хирургическим отделением Брянской областной больницы.
С 1957 года — заведующая кафедрой в Киевском медицинском институте.
В 1974 году защитила докторскую диссертацию «Резекция и пластика бронхов и медиастинальной трахеи» . Ученица академика Н. М. Амосова.Умерла 27 декабря 2009 г. в Киеве. Похоронена на столичном Берковецком кладбище. Под руководством О. М. Авиловой была создана служба неотложной помощи пострадавшим с травмой груди, спонтанным пневмотораксом, инородными телами дыхательных путей и пищевода. Инициатор создания отделения политравмы.Автор около 300 научных работ, в том числе 2 монографий; изобретатель, обладатель патентов (в частности, «Способ лечения экспираторного стеноза трахеи и бронхов» ).Под её руководством выполнены 1 докторская и 19 кандидатских диссертаций.Избранные трудыЧресплевральные резекции при опухолях пищевода и кардии (1960)Резекция и пластика бронхов и медиастинальной трахеи (1971)Тораскопия в неотложной грудной хирургии (1986)Хронические свищи пищевода (1987)