Olga Alexandrovna se naste la Palatul Peterhof la 13 iunie 1882. Mama ei, sfatuita de sora sa, Alexandra, Printesa de Wales, alege pentru Olga o doica engleza, Elizabeth Franklin, care va ramane alature de Olga toata viata.
Din motive de siguranta, Olga si fratii ei sunt crescuti la Palatul Gatcina, la 80 de km de Sankt Petersburg. Marea Ducesa si fratii sai sunt educati acasa de tutori particulari, invatand istoria, geografia, rusa, engleza, franceza, desenul si dansul.
Au parte si de activitati fizice, cum ar fi echitatia, inca de la varste fragede. Cu toate acestea, copiii nu sunt deprinsi cu luxul, fiind crescuti in conditii aproape spartane.
Olga trebuia sa-si faca intrarea in societate in vara anului 1899, la varsta de 17 ani, insa dupa ce fratele ei, Marele Duce George, moare de tuberculoza, prima ei aparitie publica este amanata pana in 1900.
Olgai nu ii place experienta, iar mai tarziu ii va spune biografului ei: "M-am simtit ca si cum as fi fost un animal intr-o cusca expus publicului pentru prima data."
In noiembrie 1919, cand trupele revolutionare inainteaza in Caucaz, familia fuge la Novorossiisk si se refugiaza la resedinta consulului danez, Thomas Schytte, care ii informeaza ca imparateasa-mama a ajuns in siguranta in Danemarca. Dupa o scurta sedere la consulul danez, familia fuge intr-o tabara de refugiati de pe insula Buyukada in apropiere de Istanbul.
In 1925, Olga si Nikolai merg la Berlin sa o cunoasca pe Anna Anderson, care se dadea drept Marea Ducesa Anastasia Nikolaevna, multiubita nepoata a Olgai. Desi la inceput ezita, in cele din urma Olga declara cu fermitate ca Anderson este o impostoare.
Imparateasa-mama moare la 13 octombrie 1928, la Hvidore. Cu partea ei din mostenire, Olga cumpara Knudsminde, o ferma din Ballerup situata la aproximativ 24 de km de Copenhaga.
Ferma ei devine un centru pentru comunitatea monarhista rusa din Danemarca.
De-a lungul anilor '30, Olga se dedica picturii. Are expozitii la Copenhaga, Londra, Paris si Berlin. O parte din banii obtinuti din vanzarea picturilor ii doneaza organizatiilor caritabile.
Emigrarea in Canada
La 2 iunie 1948, Olga si Nikolai Kulikovski pleaca in Canada[28], impreuna cu fiii lor, Tihon si Guri, sotiile acestora, Agnete si Ruth, precum si cei doi copii ai lui Guri si Ruth, Xenia si Leonid. Familia se stabileste la Toronto, apoi la o ferma de 200 de acri din Halton, in Ontario. In 1951, fosti ofiteri si membri ai Regimentului Ahtirski se strang acasa la Marea Ducesa Olga pentru a sarbatori 300 de ani de la infiintarea Regimentului Regal.
La Cooksville, Olga primeste in vizita numerosi demnitari interesati de „ultimii Romanovi", precum si membri ai diverselor familii regale, de exemplu Printesa Marina, Ducesa de Kent (fiica Marii Ducese Elena Vladimirovna),[31] sau Louis Mountbatten, Primul Conte Mountbatten de Burma
. In iunie 1959, regina Elisabeta a II-a si printul Filip viziteaza Toronto si o invita pe Marea Ducesa Olga la cina la bordul iahtului regal Britannia.[33]
Dupa moartea sotului ei, in 1958, starea de sanatate a Olgai se inrautateste tot mai mult. In aprilie 1960 (in timp ce la Londra moare sora ei mai mare, Xenia), Olga este internata la Toronto General Hospital.
La 21 noiembrie 1960 intra in coma. Ultima Mare Ducesa a Rusiei Imperiale, Olga Alexandrovna inceteaza din viata la 24 noiembrie 1960, la varsta de 78 de ani si este inmormantata alaturi de sotul ei la cimitirul York din Toronto.