Детские и школьные годы жила в городе ОдинцовоМосковской области[2]. Обучалась в гуманитарном лицее, в историко-литературном классе. Окончила среднюю школу без троек в аттестате. Была более успешна в гуманитарных науках. Активно занималась общественной работой.
В школьные годы начала проявлять творческие способности. С успехом обучалась в музыкальной школе по классу аккордеона, играла на фортепиано[3]. Ольге неоднократно поручали проведение школьных праздников и постановку спектаклей[3]. В лицее создала собственный театр и поставила мюзикл «Принцесса на горошине». Шила костюмы. Была солисткой школьного хора и оркестра. Выступала на школьных дискотеках в составе любительского вокально-инструментального ансамбля, куда её пригласили в качестве солистки[3].
Спустя год после окончания школы планировала вновь поступать в Гнесинское училище. Однако в момент подачи документов изменила своё решение в пользу Высшего театрального училища имени Щукина. Получив максимальный балл на вступительных испытаниях, Ольга стала студенткой театрального ВУЗа. Экзаменационную комиссию возглавлял Владимир Этуш.
Художественным руководителем в Щукинском училище стала Марина Александровна Пантелеева. Вначале учёба давалась тяжело: на первой же сессии Ольга получила все зачёты условно, и даже стоял вопрос о её отчислении. Приложив большие усилия, она подтянулась в учёбе и уже на втором курсе получила высшую оценку по актёрскому мастерству.
Первой крупной ролью стала роль великой княжны Анастасии Николаевны в фильме Глеба Панфилова «Романовы. Венценосная семья», которую она сыграла, будучи студенткой четвёртого курса.
Из-за съёмок фильма «Романовы. Венценосная семья» пропустила показы в театры Москвы, и по окончании училища в 1997 году ей не удалось поступить ни в один из них.
После успеха 2000 года новые роли последовали незамедлительно. Среди них экранизация романа Достоевского «Идиот» (2003), где были собраны ведущие российские актёры, исторический боевик «Баязет» (2003) по роману Валентина Пикуля, многосерийная драма «Московская сага» (2004) по произведению Василия Аксёнова.
В 2007 году в издательстве «Эксмо» вышла в свет книга «Дневник Ольги Будиной. Говорящая беременность»[4].
С 24 сентября 2012 по 29 августа 2014 года была соведущей программы «О самом главном» на канале «Россия-1»[5].
Стала популярна после исполнения главной роли в сериале «Земский доктор» (2010—2014), но в 2015 отказалась принимать участие в съемках шестого сезона, а также ушла из театра и покинула ТВ-передачу «О самом главном», ссылаясь на усталость.
Благотворительность
Несколько лет шефствует над детским домом в Угличе[6][7]. В 2011 году её благотворительный фонд выделил два миллиона рублей на ремонт здания, в ходе которого вскрылось нецелевое расходование бюджетных средств[8]. 27 декабря 2012 года в программе «Прямой эфир» на канале «Россия-1» Ольга заявила об ужасающих условиях и коррупции в этом учреждении[7]. Инцидент привлёк внимание СК РФ[8], и в январе 2013 года на руководство детдома были заведены уголовные дела[9]. И хотя уже 1 февраля 2013 года прокуратура, основываясь на итогах прокурорской проверки, слова актрисы опровергла[10], 30 мая того же года дело в отношении директора по статьям 160, части 3 (растрата), и 286, части 1 (превышение полномочий), было передано в суд[11].
В 2023 году актриса усмотрела некие «западные ценности» в российском фильме «Чебурашка»[14].
28 апреля заявила, что «власти» специально внушили женщинам, что они тоже люди, чтобы собрать с них налоги[15].
Личная жизнь
В 2004 году вышла замуж за предпринимателя Александра Наумова, который был намного её старше. В конце 2004 года у пары родился сын Наум[16][17]. Официально расторгли брак в 2006 году, отношения не поддерживают[18].