Elle suit des études musicales au conservatoire de Versailles et à l'École César-Franck de Paris, dans la classe d'orgue de Jean Fellot[3] et Édouard Souberbielle. Après avoir participé en 1964 à l'académie internationale de l'orgue à Saint-Maximin et obtenu son diplôme en 1965, elle part en 1969 à Francfort travailler avec l'organiste Helmut Walcha, dont elle est l'une des rares organistes françaises à suivre l'enseignement[4].
Odile Bailleux a réalisé peu d'enregistrements en soliste, alors qu'elle apparaît dans beaucoup de ceux effectués avec Jean-Claude Malgoire :
Marc-Antoine Charpentier: Leçons de Ténèbres, H.96, H.97, H.98/108, H.102, H.103, H.109, H.105, H.106, H. 110, H.100 a, dir. Jean Claude Malgoire. 3 LP CBS 1978.
Marc-Antoine Charpentier: Vêpres Solennelles H.540, H.190, H.50, H.149, H.52, H.150, H.51, H.161, H.191, H.65, H.77, John Elwes, Ian Honeyman, tenors, Agnès Mellon, Brigitte Bellamy, sopranos, Dominique Visse, Jean Nirouet, countertenors, Philippe Cantor, Jacques Bona, baritones, Chœur régional- Nord Pas de Calais, La Grande Écurie et la Chambre du Roy, Odile Bailleux, organ, conducted by Jean-Claude Malgoire (2 CD CBS Sony 1987)
Marc-Antoine Charpentier: Messe a 4 Chœurs et 4 Orchestres H.4, dir. Jean Claude Malgoire. CD Erato 1991.
↑Renaud Machart, « L’organiste Odile Bailleux, interprète de haut vol de la musique ancienne, est morte », Le Monde, no 24853, , p. 24 (lire en ligne)
↑« Jean Fellot », sur Musica et Memoria musimem.com.