Родился 26 сентября 1934 года в Москве.

Заслуженный артист РСФСР (1969).

Народный артист РСФСР (4.08.1977).

Народный артист СССР (30.11.1984).

Родился в семье Валериана Ношревановича Басилашвили (ок. 1900—1975) и Ирины Сергеевны Ильинской (1908—1980), известного в СССР филолога, автора учебника по русскому языку для учителей, книг «Лексика стихотворений Пушкина», «О богатстве русского языка» и других. Дед по матери С. М. Ильинский (1872—1934), архитектор, закончил Московское училище ваяния и зодчества. По его проекту в 1914—1917 гг. построен храм св. мучеников Адриана и Наталии у станции Лосиноостровская. Грузинская фамилия Басилашвили была только у отца, а до него все предки были Басиловыми. Обе фамилии переводятся одинаково — «потомок Басила».

В 1956 году окончил Школу-студию МХАТ (курс Павла Массальского) и получил распределение в Сталинградский областной театр, который покинул, даже не начиная там своей театральной деятельности. В Ленинграде, куда Олег Валерианович с супругой, Татьяной Дорониной, отправился после Сталинграда, был приглашен в Ленинградский театр имени Ленинского комсомола. В 1959 году вместе с женой был приглашён в Большой драматический театр им. Горького.

Со 2-й половины 1960-х годов стал одним из ведущих актёров театра.

Широкую известность ему принесли роли в кинофильмах Эльдара Рязанова. В конце 1980-х был депутатом Верховного Совета СССР. В 1990—1993 годах — народный депутат РСФСР (РФ). Почётный член Российской академии художеств.Академик Российской академии кинематографических искусств «Ника».

Знаете ли вы, что…

• Окончил Школу-студию при МХАТ (1956). Актер Ленинградского АБДТ им. Г.Товстоногова.
• Народный артист СССР (1984).
• Полное имя — Басилашвили Олег Валерианович.
• Отец Валериан Николаевич — директор Московского политехникума связи, мать Ирина Сергеевна Ильинская — доктор филологических наук, автор «Словаря языка Пушкина».