Nikolaï Vladimirovitch Olialine est né dans le village d'Opikhalino, oblast de Vologda, RSFSR, URSS. Artiste du peuple de la RSS d'Ukraine (1979). Il entra à l'Institut de théâtre, de musique et de cinématographie de Léningrad (LGITMiK) dans le cours d'A. A. Ian. En 1964, à la fin de l'institut, il fut envoyé à Krasnoïarsk, où se créait le Théâtre du jeune spectateur. C'est alors qu'apparurent les premières admiratrices. Parmi elles se trouvait celle qui devint sa compagne pour toute la vie — une jeune fille nommée Nelli, qui travaillait comme deuxième secrétaire du comité de district du Komsomol. Un mois après leur rencontre, Nelli et Nikolaï devinrent mari et femme. Ils eurent deux enfants — Vladimir et Olga. En 1965, Olialine débuta au cinéma avec le rôle d'un pilote d'essai dans le récit cinématographique « Les Jours de vol ». En 1970, il tourna dans le téléfilm de Grigori Lipchits « Il n'y a pas de chemin de retour ». Et un an plus tard, il joua le rôle principal dans le film d'aventures militaires « L'Audace ». Dans les années 1970, il atteignit le sommet de sa popularité. On commença à l'inviter pour les rôles les plus divers.

Dans le drame sportif de Iouri Doubrovine « Le Gars du monde », il joua Viktor Loguinov. Au total, durant les dix premières années de son travail au cinéma, il joua dans dix-huit films. Dans les années 1990, il créa le studio « Rapid » et se présenta comme réalisateur et scénariste de trois films — « Mosaïque chaude rétro et un petit peu... », « Musique non fusillée », « La Volonté ». Pendant de longues années, l'acteur ne tourna pas du tout au cinéma. Nikolaï Vladimirovitch écrivait des essais sur ses collègues, s'essayait comme scénariste. Les péripéties des dernières années ne pouvaient manquer de se répercuter sur la santé de l'artiste. Au milieu des années 1990, Olialine subit une grave opération du cœur — un pontage aortocoronarien. L'État ne trouva pas d'argent pour l'opération coûteuse de l'acteur aimé de tous ; un ami d'Olialine vint à son secours — le commandant en chef de l'armée de l'air russe Piotr Deïnekin. En 2003, il tourna dans deux projets à la fois — la série « Le Totalisateur » et la version télévisée de « La Ronde de nuit ». Il est décédé à Kiev. Il est enterré au cimetière Baïkovo (parcelle n° 49a).