Член КПСС с 1898 г. Работала в Тифлисской организации РСДРП. В 1905 г. находилась в Москве. За распространение большевистских прокламаций была арестована и заключена в Таганскую тюрьму. С 1906 г. снова работала в большевистской организации Тифлиса, участвовала в транспортировке оружия и нелегальной литературы. С 1907 г. — в Петербурге: содержала конспиративную квартиру, организовывала материальную помощь ссыльным и т. д.
В июле 1917 г. в квартире Аллилуевых скрывался В. И. Ленин, там же встречались члены ЦК партии. В октябрьские дни 1917 г. О. Е. Аллилуева выполняла ряд поручений ЦК по связи. После Великой Октябрьской социалистической революции работала во ВНИК. С 1928 г. — персональный пенсионер.
На анкету Истпарта она ответила так:
«В 1917 г. я жила в Петрограде, работая операционной сестрой в городском лазарете № 146 на Александровском проспекте на Петроградской стороне.
Начавшееся в июле выступление большевиков не давало мне возможности возвращаться с работы домой, и вообще я иногда по нескольку дней не бывала дома. Наконец, 5 июля меня потянуло домой. С утра не без риска для жизни я пробиралась по улицам, по которым перебегали толпы народа, разъезжали патрули. Отдельные группы начинали перестрелку, тогда я забегала в подъезды и дворы и, пробыв там некоторое время, опять выходила на улицу и брела дальше. К вечеру, наконец, совершенно уставшая, добралась я до 10-й Рождественской, где мы жили в доме № 17. Дойдя до дому и зная, что дома никого нет, я решила пробраться к Полетаевым, которые жили недалеко от нас, на Болотной улице. Мне хотелось узнать от них подробности о событиях дня.
У Н. Г. Полетаева я застала Владимира Ильича, с которым была знакома и раньше, так как Владимир Ильич и прежде бывал у Полетаевых, приходя к ним обыкновенно с Демьяном Бедным. Владимир Ильич был бодр и спокоен. Он спросил меня в полушутливом тоне о возможности его переселения к нам. Я ответила, что ручаюсь за полную его «сохранность». Владимир Ильич заинтересовался, почему я так уверена. Я подробно объяснила, что у меня ему будет удобно, так как квартира наша совершенно изолирована, мы только что переехали в нее и нас мало знают. Сыновья мои были на фронте, дочери — в отъезде, муж редко приходил домой, так что помещения будет достаточно и безопасно. Выслушав, Владимир Ильич сказал: «Так, значит решено».
Раненько утром, на другой день, пришел к нам Владимир Ильич. Поздоровался, спросил о здоровье, как живем. Он подробно осмотрел квартиру, заглянул даже на черный ход и кухню и, наконец, сказал: «Теперь гоните — не уйду, уж очень мне у вас понравилось». И он остался. Мы зажили новой жизнью. Несмотря на тревожное время, Владимир Ильич был всегда ровен и спокоен. Даже в мелочах повседневной жизни проявлял удивительное внимание и отзывчивость.
У всех товарищей, которые к нему приходили по делам, он никогда не забывал спросить об их здоровье, о том, как они живут и пр. После того, как посетители уходили, он садился за работу, и для него не существовало ни отдыха, ни обеда. С большим трудом приходилось отрывать его от работы даже для того, чтобы ему поесть. На все мои уговоры и просьбы он обыкновенно отвечал: «Мне нужно работать, впереди много дела, а потом уже отдохнем».
Он был очень скромен, любил простоту в пище и в одежде. В общении с людьми был приветлив и чуток. За все время своего пребывания у нас Владимир Ильич не переставая работал не только днем, но и ночью, вел самую разнообразную работу: читал, писал, принимал товарищей, с которыми вел долгие деловые разговоры, давал поручения, советы и т. д. Связь со Смольным не прерывалась все время. По ночам к Ильичу приходили за директивами товарищи из Смольного, с которыми у него происходили заседания. Приходили И. В. Сталин, Н. К. Крупская, Мария Ильинична, В. П. Ногин, Е. Д. Стасова и другие.
Время было беспокойное, на улицах часто стреляли, с грохотом проезжали грузовики. Ленина искали упорно по всему Петрограду. Несмотря на грозившую опасность, В. И. Ленин был все время спокоен и своим спокойствием заражал и нас. Никакого страха он не испытывал, иногда со смехом вспоминал, как его встречали некоторые знакомые в то историческое время, когда он принужден был искать лично для себя безопасный приют, и как иногда у хозяев, у которых он появлялся неожиданным гостем, делались круглые глаза, которые постепенно расширялись от страха, глядя на него.
