Ольга Орлова родилась в Москве 13 ноября 1977 года. В детстве девочка принимала участие в съёмках фильма «Анна Карамазофф». Училась Ольга в музыкальной школе по классу фортепиано, после окончила Московский экономическо-статистический институт, экономический факультет.

До своей блестящей карьеры в «Блестящих» Ольга Орлова снялась в клипе популярной в начале 90-х группы «МФ-3» на песню «Тёмная ночь». В 1995 году она попала в группу «Блестящие». Дебют Ольги в группе состоялся в их первом клипе «Там, только там». Помимо того, что Ольга была солисткой в «Блестящих», она также является автором многих песен, с которыми группа добилась большой популярности. За 5 лет с участием Орловой группа выпустила пять альбомов.

В конце 2000 года Ольга Орлова начала сольную карьеру. В 2001 году вышел ее дебютный альбом «Первый», содержащий 14 песен, среди которых популярные «Ангел», «Поздно», «Я с тобой». В 2002 году Ольга предстала в роли актрисы в исторической драме «Золотой век» о екатерининской эпохе. В фильме она сыграла одну из главных ролей. Также в этом году певица дала ряд концертов в нескольких городах России и приняла участие в третьем реалити-шоу «Последний герой» Первого канала, войдя в первую тройку финалистов. В 2003-ем за песню “Ладони” певица получила премию “Песня года”.

В 2006 году Ольга Орлова выпустила свой второй альбом «Если ты меня ждёшь» и снялась в фильме «Любовь-морковь» Александра Стриженова. Через два года она снялась в продолжении картины, а в 2011-ом – в третьей части.

В 2009 году она участвовала в паре с Дмитрием Харатьяном в музыкальном шоу «Две звезды» на Первом канале. Помимо этого, за свою карьеру Ольга сотрудничала с Ким Брейтбургом, исполнила в дуэте с Андреем Губиным песню «Я всегда с тобой».

В настоящее время Ольга Орлова активно развивает музыкальную и актёрскую карьеру, на ее актерском счету на сегодняшний день более десяти ролей.

В браке с Александром Кармановым Ольга Орлова родила сына Артема.