Олег Жилин родился 18 января 1941 г. в г. Орджоникидзе (ныне Владикавказ) Северо-Осетинской АССР.
    Окончил Томский политехнический институт по специальности “автоматика и телемеханика, инженер-электрик” (1965 г.).
    До поступления в институт с 1958 г. работал учеником электросварщика, электросварщиком 3, 4, 5 разрядов Строительного управления механизированных работ треста “Таджикгидрострой”, г. Душанбе.
    По окончании института в 1965 г. остался в нем работать ассистентом кафедры автоматики и телемеханики, затем работал инженером на каскаде Вахшских ГЭС, пос. Вахш Таджикской ССР.
    С 1967 г. работал в Таджикском республиканском ЦСУ инженером, старшим инженером вычислительного центра.
    Затем был инженером, начальником ИВЦ, заведующим сектором, начальником ОАСУП, заместителем главного инженера Электромеханического завода г. Ангарск Иркутской области.
    Затем переехал в Ташкент, где работал на Среднеазиатском производственном объединении “Электроаппарат” заместителем главного инженера, и.о. заместителя, заместителем генерального директора.
    Был генеральным директором Производственного объединения Минусинского электротехнического промышленного комплекса, г. Минусинск Красноярского края.
    В начале 90-х гг. переехал в Москву. Был заместителем генерального директора Российского товарищества содействия возрождению и развитию малых городов и сел.
    С 1993 г. -заместитель генерального директора московского Товарищества с ограниченной ответственностью Фирма “Трио”.
    В 1995-1997 гг. был заместителем генерального директора Закрытого акционерного общества “Агрос”.
    В 1997 г. был назначен первым заместителем генерального директора Общества с ограниченной ответственностью “Межрегиональная компания по реализации газа” ОАО “Газпром”, п/о Коммунарка Ленинского района Московской области.
    17 декабря 1999 г. был назначен заместителем председателя Федеральной энергетической комиссии РФ. 
     14 мая 2004 г. Жилин был освобожден от должности заместителя председателя Федеральной энергетической комиссии (ФЭК) по его просьбе. 

На ноябрь 2009 – вице-президент Российского газового общества. (Коммерсант, 24 ноября 2009)