Γεννήθηκε στις 16 Μαΐου (3 Μαΐου με το παλιό ημερολόγιο) 1910 στην Πετρούπολη. Ο πατέρας της ήταν εργοστασιακός ιατρός και η οικογένεια της ζούσε σε μια εργατική συνοικία στα περίχωρα της πόλης, στην περιοχή όπου βρισκόταν το φυλάκιο της πύλης Νιέβσκι. Η μητέρα της ήταν η Μαρία Τιμοφέγιεβνα Μπέργγολτς, ενώ είχε και μια μικρότερη αδελφή την Μαρία. Αγαπημένη των γονιών της, την προόριζαν να γίνει γιατρός και να συνεχίσει τη δυναστεία. Η ζωή όμως είχε τα δικά της σχέδια. Ο Πρώτος Παγκόσμιος πόλεμος, η επανάσταση, ο εμφύλιος πόλεμος, έκαναν διορθώσεις στα όνειρα των ανθρώπων. Η περιοχή όπου ζούσε η οικογένεια της Όλγας, ήταν εργατική, με όλες τις ιδιαιτερότητες αυτών των περιοχών. Διαρκώς υπήρχαν προβλήματα, ταραχές, καυγάδες. Μετά την επανάσταση, οι πρώην καλοκάγαθοι γείτονες εργάτες, άρχισαν να αντιμετωπίσουν τη διανοουμενίστικη οικογένεια του γιατρού ως «υποστηρικτές των αστών».
Η οικογένεια αναγκάζεται να μετακομίσει στο Ούγκλιτς και να ζήσει εκεί δύο χρόνια, από το 1918 ως το 1920, στα κελιά της πρώην μονής της Μπογκογιαβλένσκι. Την ίδια εποχή ο πατέρας της εργαζόταν ως γιατρός σε υγειονομικό τραίνο και ως μπολσεβίκος έλαβε μέρος στις πολεμικές επιχειρήσεις σε πολλά μέτωπα του εμφυλίου πολέμου. Στη συνέχεια η οικογένεια επέστρεψε στο Πέτρογκραντ και η Όλγα πήγε σε ένα απλό εργατικό σχολείο, όπου διακρίθηκε για την εργατικότητά της, την ικανότητα να εντοπίζει λεπτομέρειες, τη διάθεση της να γνωστοποιεί στους οικείους της τις σκέψεις της, συχνά υπό τη μορφή ποιημάτων. Οι γονείς της την ενθάρρυναν.
Το 1924 είναι η χρονιά όπου πρωτοεμφανίζεται στη λογοτεχνική σκηνή η Όλγα Φιόντοροβνα, όταν στην εφημερίδα τοίχου του εργοστασίου όπου δούλευε ο πατέρας της, δημοσιεύτηκαν τα πρώτα της ποιήματα. Ο πατέρας της ήταν ιδιαίτερα υπερήφανος για την κόρη του, το ποίημα με τίτλο «Θρήνος για το θάνατο του γλυκού Λένιν» τον συγκίνησε πολύ, δεν μπορούσε όμως να φανταστεί ότι η κόρη του θα γίνει μεγάλη ποιήτρια, σύμβολο της αντοχής των κατοίκων, η μούσα του πολιορκημένου Λένινγκραντ.
Το 1925 η Όλγα Μπέργγολτς έγινε μέλος στη λογοτεχνική νεολαιίστικη συντροφιά «Σμένα» («Βάρδια»). Στις αρχές του 1926 γνώρισε τον Μπορίς Πετρόβιτς Κορνόλοφ (1907 - 1938), νεαρό ποιητή, ο οποίος μόλις είχε μετακομίσει στην Πετρούπολη από μια μικρή πολιτεία στις όχθες του Βόλγα και έγινε δεκτός ως μέλος στην ομάδα «Σμένα». Μετά από λίγους μήνες παντρεύτηκαν και γεννήθηκε η κόρη τους Ιρίνα. Το 1926 η Όλγα Μπέργγολτς και ο Μπορίς έγιναν δεκτοί στην Ανώτατη Κρατική Σχολή Ιστορίας και Θεωρίας της Τέχνης του Ινστιτούτου Ιστορίας της Τέχνης. Ο Μπορίς δεν κατάφερε να παρακολουθήσει τα μαθήματα, ενώ η ίδια η Όλγα μετά από μερικά χρόνια πήρε μεταγραφή για το πανεπιστήμιο του Λένινγκραντ.
Το 1930 η Όλγα Μπέργγολτς ολοκλήρωσε τις σπουδές της στη Φιλολογική Σχολή του Πανεπιστημίου του Λένινγκραντ και διορίστηκε στο Καζαχστάν, όπου άρχισε να εργάζεται ως ανταποκριτής της εφημερίδας «Σοβιέτσκαγια Στεπ» («Σοβιετική Στέπα»). Είναι η εποχή όπου παίρνει διαζύγιο από τον Κορνίλοφ («λόγω ασυμφωνίας χαρακτήρων») και παντρεύεται το Νικολάι Μολτσάνοφ, συμφοιτητή της στο πανεπιστήμιο. Επιστρέφοντας από την Άλμα – Ατά στο Λένινγκραντ η Όλγα Μπέργγολτς εγκαταστάθηκε μαζί με το Νικολάι Μολτσάνοφ στο σπίτι επί της οδού Ρουμπινστέιν Νο 7, το οποίο ονομαζόταν «το δάκρυ του σοσιαλισμού». Τότε ήταν που αποδέχτηκε τη θέση του επιμελητή της «Σελίδας της Κομσομόλ» της εφημερίδας του εργοστασίου «Ελεκτροσίλα», στην οποία και εργάστηκε για τρία χρόνια. Αργότερα, εργάστηκε στην εφημερίδα «Λιτερατούρνι Λένινγκραντ». Λίγα χρόνια αργότερα πέθανε η μικρή της κόρη Μάγια, ενώ δύο χρόνια μετά το θάνατο της αδελφής της, πέθανε και η μεγαλύτερη κόρη της Ιρίνα.
Το Δεκέμβριο του 1938 ο Όλγα Μπέργγολτς μετά από χαλκευμένη κατηγορία φυλακίστηκε, τον Ιούνιο όμως του 1939 απελευθερώθηκε. Ενώ ήταν έγκυος, έμεινε στη φυλακή για έξι μήνες, όπου μετά από βασανιστήρια γέννησε ένα νεκρό έμβρυο. Το Δεκέμβριο του 1939 έγραψε για όλα αυτά με πολλές λεπτομέρειες στο κρυφό της ημερολόγιο: «Η αίσθηση της φυλακής τώρα, πέντε μήνες αφότου απελευθερώθηκα, γίνεται πολύ πιο έντονη, απ’ ότι το πρώτο διάστημα μετά την απελευθέρωσή μου. Όχι μόνο αισθάνομαι ρεαλιστικά, μυρίζω εκείνη τη βαριά μυρωδιά του διαδρόμου από τη φυλακή στο Μεγάλο Σπίτι, τη μυρωδιά του ψαριού, της υγρασίας, του κρεμμυδιού, τον χτύπο των βημάτων στη σκάλα, αλλά και εκείνη την ενδιάμεση κατάσταση … το αδιέξοδο, της ματαιότητας, με την οποία πήγαινα στις ανακρίσεις . . . Μου έβγαλαν τη ψυχή, την άρπαξαν με τα βρωμερά τους δάχτυλα, την έφτυσαν, την λέρωσαν, μετά την έχωσαν πίσω και μου είπαν: «ζήσε».
Στα χρόνια της πολιορκίας 1941 – 1943 η Όλγα Μπέργγολτς ήταν στο πολιορκημένο από τους φασίστες Λένινγκραντ. Το Νοέμβριο του 1941 μαζί με τον βαριά ασθενή σύζυγό της θέλησαν να τους απομακρύνουν από το Λένινγκραντ, μα ο Νικολάι Στεπάνοβιτς Μολτσάνοφ πέθανε και έτσι η Όλγα Φιοντόροβνα έμεινε στην πόλη. «Η Β. Κ. Κετλίνσκαγια, η οποία ήταν το 1941 επικεφαλής του παραρτήματος του Λένινγκραντ της Ένωσης Συγγραφέων, θυμάται πως στις πρώτες μέρες του πολέμου την επισκέφτηκε η Όλγα Μπέργγολτς, η Όλενκα, όπως την αποκαλούσαν όλοι εκείνη την εποχή, ένα πολύ νέο, πολύ καθαρό, πολύ εύπιστο πλάσμα, με λαμπερά μάτια «ένα σαγηνευτικό μίγμα θηλυκότητας και ατσαλοσύνης, οξείας ευφυίας και παιδικής αθωότητας», μα τώρα ήταν ανήσυχη, μαζεμένη. Ρώτησε πώς και πού θα μπορούσε να είναι χρήσιμη. Η Κετλίνσκαγια έστειλε την Όλγα Μπέργγολτς να εργαστεί στην λογοτεχνική – δραματική διεύθυνση του ραδιοφωνικού σταθμού του Λένινγκραντ. Μετά από ένα διάστημα η ήρεμη φωνή της Όλγας Μπέργγολτς έγινε η φωνή του φίλου που περίμεναν από καιρό στα παγωμένα και σκοτεινά σπίτια του πολιορκημένου Λένινγκραντ, έγινε η φωνή του ίδιου του Λένινγκραντ. Ο Χίτλερ τη θεωρούσε προσωπικό του εχθρό. Η φωνή της, ενσάρκωση του αδάμαστου πνεύματος των κατοίκων της βόρειας πρωτεύουσας της Ρωσίας από αιώνες, ακούγονταν τόσο στα κατεχόμενα από τους γερμανούς εδάφη της τότε ΕΣΣΔ, όσο και στο εξωτερικό.
Η μεταμόρφωση αυτή ήταν σαν θαύμα: από μια συγγραφέας ελάχιστα γνωστή για τα παιδικά της βιβλία και ποιήματα, η Όλγα Μπέργγολτς έγινε ξαφνικά ποιήτρια, η οποία ενσάρκωνε την αντοχή του Λένινγκραντ, έγινε η μούσα της πόλης. Στον Ραδιοφωνικό Σταθμό εργάστηκε όλες τις ημέρες της πολιορκίας, έχοντας σχεδόν σε καθημερινή βάση εκπομπές, οι οποίες στη συνέχεια αποτέλεσαν το υλικό για το βιβλίο «Σας μιλάει το Λένινγκραντ». Η Όλγα Μπέργγολτς τιμήθηκε με το μετάλλιο Λένιν, το μετάλλιο της Κόκκινης Σημαίας της Εργασίας και άλλα μετάλλια.
Πέθανε η ποιήτρια στις 13 Νοεμβρίου 1975 στο Λένινγκραντ. Ο τάφος της βρίσκεται στο Γέφυρες των Λογοτεχνών (Λιτεράτορσκιε Μοστί). Η ίδια εν ζωή είχε ζητήσει να τη θάψουν στο νεκροταφείο Πισκάρεβκι, όπου σε μία πέτρα είχα χαραγμένα τα λόγια τη «Κανείς δε ξεχάστηκε και τίποτα δε ξεχάστηκε», ωστόσο, ο Ρομανόφ, τότε επικεφαλής της κομματικής οργάνωσης του Λένινγκραντ και μέλος του Πολιτμπιρό του ΚΚΣΕ, αρνήθηκε. Μέχρι σήμερα, και παρόλο που έχουν περάσει 2 και πλέον δεκαετίες από την κατάρρευση του σοβιετικού καθεστώτος, οι μυστικές υπηρεσίες της Ρωσίας, δεν έχουν δώσει στη δημοσιότητα τα ημερολόγια της ποιήτριας, κρατώντας τα ως επτασφράγιστο μυστικό στα σκοτεινά και σκονισμένα τους δωμάτια. Μικρά αποσπάσματα μόνο, άγνωστο πως, δημοσιεύτηκαν το 1980 στο Ισραήλ, ενώ κάποια άλλα είδαν το φως της δημοσιότητας το 2010. Το μεγαλύτερο μέρος τους, ωστόσο, παραμένει απρόσιτο για τον αναγνώστη.
Ανάμεσα στην πλούσια εργογραφία της Όλγας Φιοντόροβνα Μπέργγολτς υπάρχουν ποιήματα, μεγάλες ποιητικές συνθέσεις, διηγήματα, νουβέλες, επιφυλλίδες.
