Nikolai Wladimirowitsch Oljalin wurde im Dorf Opichalino, Oblast Wologda, RSFSR, UdSSR geboren. Volkskünstler der Ukrainischen SSR (1979). Er trat in das Leningrader Institut für Theater, Musik und Kinematographie (LGITMiK) in den Kurs von A. A. Jan ein. 1964, nach Abschluss des Instituts, wurde er nach Krasnojarsk geschickt, wo ein Theater für junge Zuschauer gegründet wurde. Damals erschienen die ersten Verehrerinnen. Unter ihnen war auch diejenige, die sein Lebensgefährte fürs ganze Leben wurde – ein Mädchen namens Nelli, die als zweite Sekretärin des Rajonkomitees des Komsomol arbeitete. Schon einen Monat nach ihrer Bekanntschaft wurden Nelli und Nikolai Mann und Frau. Bei ihnen wurden zwei Kinder geboren – Wladimir und Olga. 1965 debütierte Oljalin im Kino mit der Rolle eines Testpiloten in der Filmnovelle „Flugtage“. 1970 spielte er in Grigori Lipschitz’ Fernsehfilm „Es gibt keinen Weg zurück“. Und ein Jahr später spielte er die Hauptrolle im militärisch-abenteuerlichen Film „Kühnheit“. In den 1970er Jahren erreichte er den Höhepunkt seiner Popularität. Man begann, ihn für die verschiedensten Rollen einzuladen.

In Juri Dubrowins Sportdrama „Der Weltmann“ spielte er Viktor Loginow. Insgesamt spielte er in den ersten zehn Jahren seiner Kinokarriere in achtzehn Filmen. In den 1990er Jahren gründete er das Studio „Rapid“ und trat als Regisseur und Drehbuchautor von drei Filmen auf – „Warmes Mosaik des Retro und ein bisschen ...“, „Nicht erschossene Musik“, „Wille“. Viele Jahre lang spielte der Schauspieler überhaupt nicht im Kino. Nikolai Wladimirowitsch schrieb Essays über Kollegen und versuchte sich als Drehbuchautor. Die Wechselfälle der letzten Jahre konnten sich nicht auf die Gesundheit des Künstlers auswirken. Mitte der 1990er Jahre überstand Oljalin eine schwere Herzoperation – eine aortokoronare Bypass-Operation. Für die teure Operation für den allseits geliebten Schauspieler fand der Staat kein Geld, es half Oljalins Freund – der Oberbefehlshaber der russischen Luftstreitkräfte Pjotr Deinekin. 2003 spielte er gleich in zwei Projekten – der Serie „Totalisator“ und der Fernsehversion von „Wächter der Nacht“. Er verstarb in Kiew. Er ist auf dem Baikowe-Friedhof (Abschnitt Nr. 49a) begraben.