Работа в кино началась в 2000 с сериалов «Маросейка, 12», «Салон красоты», «Тихие омуты». Первую главную роль сыграла в 2002 году в фильме «Если невеста ведьма». Партнёрами по съёмочной площадке стали Сергей Безруков, Армен Джигарханян, Спартак Мишулин и Леонид Куравлёв. В том же году Ольга Погодина сыграла официантку Нину в сериале «Женская логика-2». Потом была роль жены профессора в фильме «А поутру они проснулись» и графини Толстой в «Золотом веке». Одним из самых любимых образов актрисы, созданных ею на экране, является Клара Дюро из исторической драмы «Моя Пречистенка».
Участие в сериалах только способствовало росту популярности артистки. Многие зрители начали узнавать её именно благодаря таким телефильмам, как «Золотой век», «Моя Пречистенка», «Женская интуиция». Большую работу пришлось проделать, чтобы сняться в сериале «В ритме танго». Ольга Погодина выучила не только танец, но и испанский язык. Это помогло ей найти общий язык со звездой аргентинских сериалов Наталией Орейро, которая и стала главной звездой «В ритме танго». В репертуаре Ольги очень много ролей. Самые яркие из них – Дуня из телесериала «Стервы, или Странности любви», Лариса из «Джек Пота для Золушки», Полина Крашевская из «Капкана», Вика Данилова из т/с «Срочно в номер».
О личной жизни Ольга Погодина распространяться не любит. Известно, что долгое время актриса состояла в гражданском браке с актёром Михаилом Дорожкиным. Сейчас она плотно занята в кино и театре, при этом работает в журнале «Business Guide». Она – член Союза кинематографистов и заместитель генерального директора студии «Дебют».