Nació el 31 de agosto de 1825. Hijo de Francisco Javier Ovalle e Isabel Vicuña Aguirre. Hermano de Ruperto Ovalle Vicuña y de Calixto Ovalle Vicuña.
Se casó con Corina Vicuña Guerrero y tuvieron descendencia.
Estudió en el Instituto Nacional y se dedicó primero, a las actividades agrícolas, en los terrenos heredados de su padre; y más tarde, a las mineras. También cultivó las bellas artes, en el ámbito literario.
En el gobierno de don Manuel Bulnes, se le ofreció la Secretaría de la Legación en el Vaticano, en 1845, pero no aceptó el cargo y prefirió continuar cultivando la tierra.
Por los años 1855, se trasladó a Coquimbo, donde organizó un establecimiento para fundición de metales de plata; luego se dirigió a Atacama, donde abrió establecimientos de tal trascendencia en Carrizal, que nacieron a su alrededor, poblaciones y pueblitos. Fundó el puerto de Carrizal Bajo y ensanchó el de Carrizal Alto, donde organizó una fundición de metales de cobre y explotó la Mina Mondaca, que fue muy conocida, y que llegó a producir gran cantidad de quintales métricos de cobre al mes. Logró en un período, que Chile fuera el país más grande productor de Cobre. Importó desde Inglaterra, maquinarias y fue el primer productor de minerales cupríferos y uno de los más acaudalados mineros de Chile. En 1858 obtuvo el permiso exclusivo, para introducir y usar hornos para quemar cales.
Fue electo diputado propietario por Freirina, período 1867-1870. Su suplente fue José Tomás Ovalle quién falleció en 1869.
Y electo nuevamente diputado propietario, pero esta ves, por Arauco, período 1873-1876.
En su tiempo libre se dedicó a la literatura, especialmente a traducir obras como, la tragedia en verso "Cayo Graco" y el "Canto a Nerón" de Víctor Hugo. Ocupó 20 años en traducir "la Eneida" de Virgilio, que dejó inédita. Los originales de esta traducción, fueron sustraídos a su hijo Alfredo Ovalle Vicuña, en los saqueos del 29 de agosto de 1891.
Fue miembro de la Sociedad Nacional de Agricultura, SNA.
Murió en 1885.