Свою карьеру Оттавия Пикколо начала в 13 лет, сыграв в экранизации повести Достоевского "Белые ночи", поставленной на итальянском телевидении Витторио Котаффави ("Le Notti bianche", 1962). На следующий год (1963) она снялась у классика мирового кино Лукино Висконти в знаменитой картине "Леопард".
Затем следовали немногочисленные роли в кино и на телевидении, а в 1968 году актриса сыграла одну из главных ролей в фильме Пьетро Джерми "Серафино". Эта картина сделала итальянскую актрису действительно популярной, и подарила ей возможность много работать. Далее была работа в фильмах "Зоррро" (1975) Дуччио Тессари, "Семья" (1987) Этторе Сколы, а также в фильме "Метелло" (1970) Мауро Болонини, за которую актриса получила несколько престижных премий.
Снялась более чем в 50 кино и телефильмах в Италии, Франции, Мексике. Помимо работы в кино играет в театре.
1980–е Оттавия посвятила работе на телевидении, практически не снимаясь в кино, как впрочем и на протяжении 90-х. Последней работой актрисы в кино стала роль в романтической комедии "Tu la conosci Claudia?" (2004).
Актриса была "итальянским голосом" принцессы Леи в "Звездных войнах".