Ольга Фадеева родилась в середине октября 1978 года в Минске. Ее родители были профессиональными танцорами и работали в ансамбле танца. Естественно, что девочка ходила на хореографию и мечтала стать балериной. Но родители реально оценивали способности дочери и понимали, что выучиться она сможет, но достичь значимой славы на этом поприще не сможет и надолго застрянет в каком-нибудь кордебалете.
Тем не менее они отвели Олю на вступительные экзамены в балетную школу. Девочку в школу не приняли. Это событие жутко ее расстроило и вывело из строя на целую неделю. После 7 класса Фадеева из обычной школы перевелась в театральный лицей и уже там начала осваивать актерское мастерство. Параллельно для общего развития она несколько лет посещала тхеквондо.
После школы она поступила в театральный ВУЗ. Еще студенткой она снялась в музыкальных клипах Александра Малинина и Игоря Демарина, а еще играла в театре им. Максима Горького по приглашению самого режиссера.
После выпуска ее приняли в академический театр имени Янки Купалы. Там начинающая актриса была задействована во многих ведущих постановках, что позволило ей обзавестись своими первыми поклонниками.
Постепенно Ольга начала сниматься в кино. Ее дебютом стала драма «Зорка Венера». В этом фильме также снимались такие мэтры кинематографа, как Ирина Скобцева и Алексей Булдаков. Затем актриса снялась в фильмах «Ускоренная помощь-2», «Отель Исполнение желаний», проекте «Закон».
В 2004 году Фадеева была утверждена в сериал «Солдаты» на роль Ирины Пылеевой. Вокруг ее героини строилась главная любовная и одновременно драматическая сюжетная линия. В нее были влюблены сразу двое. Ольга снялась во всех сезонах проекта и завоевала настоящую славу и любовь зрителей.
Еще одной значимой и сильной работой актрисы является роль Алевтины Толкачевой в фильме «Она не могла иначе». Прообразом главной героини была сама Валентина Толкунова. Ольга безупречно справилась с ролью и передала душу певицы.
Для этого она досконально изучила биографию и судьбу этого искреннего, открытого и доброго человека. С песнями великой Толкуновой актриса была знакома и прежде, как и многих других, они цепляли ее своей душевностью.
После таких значимых ролей Ольга стала более избирательно подходить к предлагаемым работам, часто отказывается от предложений, если не видит для себя творческого роста в новом проекте.
Со своим первым мужем актриса познакомилась еще в стенах института. Им был актер и преподаватель Павел Адамчиков. Он был старше девушки на 8 лет. Брак не был долгим, развелись они очень быстро.
Со своим вторым мужем и настоящей любовью Ольга познакомилась на съемочной площадке фильма «Непобедимый». Каскадер Александр Самохвалов тренировал актрису рукопашному бою и владению ножом. Они оказались на одной волне, одинаковы по духу и интересам.
Фильм снимали на Мальте. В 2008 году там же они и провели свадебную церемонию. На торжестве их друзья соревновались в борьбе на мечах и стрельбе из лука. Свадьба была очень оригинальной и атмосферной.
Спустя год у них родился сын Алексей.
Помимо карьеры и семьи Ольга активно участвует в деятельности поисково-спасательного отряда «Надежда» и увлекается китайской живописью. Вместе с мужем она живет в доме его родителей в Подмосковье.