Née à Bolzano en 1949, elle commence à monter sur les planches dès son plus jeune âge : à 11 ans, elle interprète Helen, la protagoniste de Miracle en Alabama de William Gibson, mis en scène par Luigi Squarzina[1] : « Nous ne répéterons pas à quel point Anna Proclemer est excellente, et nous en avons ici la confirmation définitive. La surprise vient plutôt d'Ottavia Piccolo »[2]. Elle approfondit sa formation artistique en apparaissant à la télévision dans Le notti bianche, d'après une histoire de Dostoïevski. Ses débuts au cinéma sont également importants : elle est l'une des filles du prince Salina dans Le Guépard de Luchino Visconti (1963).
À partir du milieu des années 1970, elle se consacre principalement au théâtre de Shakespeare, Pirandello, Alfieri et Hofmannsthal, mais elle est surtout connue du grand public pour ses apparitions dans de nombreuses fictions télévisées, principalement basées sur des textes classiques de la littérature mondiale : parmi elles, Il mulino del Po et La coscienza di Zeno, réalisées par Sandro Bolchi, et La Chartreuse de Parme, réalisée par Bolognini.
Dans le feuilleton télévisé Orlando Furioso, diffusé en 1975, la voix d'Ottavia Piccolo a été doublée en raison d'une situation imprévue : l'actrice a oublié son passeport dans un hôtel du sud de la France où elle tournait un film et, arrivée à Paris, elle a dû renoncer à son vol et au travail de doublage pour l'adaptation télévisée[5]. En 1979, elle a été candidate aux élections politiques sur les listes du Parti socialiste italien à Milan, mais elle n'a obtenu que 1 923 voix et n'a pas été élue[6].
En 1980, elle anime l'émission Visto da..., créée par Enzo Marchetti et Stefano Jurgens et diffusée sur Rai 3[7]. Entre 1982 et 1983, elle coanime avec Cristiano Minellono l'émission Musica, musica, musica parole di..., diffusée sur Radio 1. En 1987, elle revient au cinéma avec La Famille d'Ettore Scola (Ruban d'argent) et Da grande de Franco Amurri, aux côtés d'Alessandro Haber et de Renato Pozzetto.
Dans les années 1990, elle revient à la télévision, tant en Italie, où elle connaît un grand succès avec Chiara e gli altri, une série télévisée diffusée entre 1989 et 1991, qu'en France. Elle ne quittera pas pour autant le théâtre : elle sera, par exemple, Frosina dans L'Avare de Molière aux côtés de Paolo Villaggio. En 1996, au festival du film de Giffoni, elle présente La notte delle bugie avec Massimo Wertmüller[8]. En 1999, lorsque le festival de Cividale del Friuli, Mittelfest, en collaboration avec l'association Soroptimist, crée le prix Adelaide Ristori, elle en remporte la première édition.
Après avoir été successivement en couple avec Massimo Ranieri et Rodolfo Baldini, elle épouse en 1974 le journaliste Claudio Rossoni, dont elle a un fils, Nicola, un an plus tard[11].
En 1987, sur proposition de Bettino Craxi, elle fait partie des membres de l'Assemblée nationale du Parti socialiste italien[12].