Окончила педиатрический факультет Российского государственного медицинского университета (ныне – РНИМУ) в 1994 году. После прохождения клинической интернатуры и ординатуры на кафедре детских инфекций с 1997 г. по 2007 г. работала ассистентом кафедры инфекционных болезней у детей педиатрического факультета РГМУ. В 2000 г. Молочкова О.В. защитила кандидатскую диссертацию по теме «Течение и исходы гепатита С у детей». В настоящее время имеет ученую степень кандидата медицинских наук и ученое звание доцента.

С сентября 2007 по 2024 гг. работала в должности доцента кафедры инфекционных болезней у детей педиатрического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова МЗ РФ. С 2024 года по настоящее время работает в должности доцента на кафедре инфекционных болезней у детей Института материнства и детства ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России (Пироговский Университет)

Молочкова О.В. — автор более 83 опубликованных работ в центральной печати, в том числе в журналах из Перечня ВАК, главы в монографии по вакцинопрофилактике, учебно-методических и научных пособий, программ по дисциплине для студентов, интернов, ординаторов. Основные научные направления Молочковой О. В. посвящены изучению течения, исходов, отдаленных последствий вирусных гепатитов у детей, и их лечения. По результатам работы заняла 1 место на конкурсе молодых ученых на I Конгрессе детских инфекционистов России (2002 г.), была одним из победителей конкурса на лучшую научно-практическую работу 2006-2007 гг. «Виферон в педиатрической и акушерской практике» за выполненную в соавторстве работу «Интерферонотерапия при хронических вирусных гепатитах В и С у детей».

Молочкова О. В. — высококвалифицированный преподаватель, читающая на современном уровне лекции студентам, ординаторам и врачам практического здравоохранения. Регулярно проводит практические занятия  по дисциплине «Детские инфекции» со студентами 5 и 6 курсов, элективы со студентами 6 курса, занятия с интернами и ординаторами. Участвует в составлении учебно-методических пособий. Успешно сочетает педагогическую деятельность с научной и лечебной работой.  Проводит консультативно-лечебную работу в инфекционных отделениях ДГКБ № 9.  Является ответственным редактором научно-практического журнала «Детские инфекции», членом Ассоциации педиатров-инфекционистов, на протяжении 15 лет участвует в организации и проведении ежегодных всероссийских конгрессов детских инфекционистов. Врач-педиатр высшей категории.  Имеет сертификат специалиста: Педиатрия 14.01.08,  Инфекционные болезни 14.01.09