Het jaar 2003 begon Olesja Zykina door in het Engelse Birmingham op de WK indoor goud te winnen op de 4 x 400 m estafette. Op de WK in Parijs won ze een zilveren medaille met haar teamgenotes Joelia Petsjonkina, Anastasiya Kapachinskaya, Natalja Nazarova in 3.22,91. Ze eindigden hiermee achter de Amerikaanse ploeg (3.22,63) en een honderdste van een seconde voor de Jamaicaanse ploeg (3.22,92).