Ольга Зайцева пошла по стопам своей матери. Валентина Зайцева была актрисой и много лет играла в театре БДТ. В 2006 году Ольга окончила ВГИК (мастерская С. Соловьева и В. Мирзоева). До этого она училась в ГИТИСе (мастерская Л. Хейфеца).
Первым опытом Ольги Зайцевой в кино стала работа в ленте Сергея Соловьева «О любви» в 2003 году. А в 2005 году она сыграла в короткометражном фильме Екатерины Толдоновой «Дуэль». Эта картина была отмечена дипломом на Международном фестивале «Сталкер».
После успеха фильма «Дуэль» Ольгу Зайцеву стали приглашать в различные кинопроекты и сериалы. В молодежном сериале «Клуб» в 2006 году она сыграла Марго, а в 2007 на телеэкраны вышла картина «Точка возврата», где у Ольги была одна из главных ролей.
Ольга Зайцева снималась в таких фильмах, как «Король, дама, валет» (2008), «Путь» (2009), «Запрещенная реальность» (2009), сериалах «Метель», «Кухня», «Партия для чемпионки». Помимо киноработ, в копилке актрисы есть роли в театре. В 2013 году она сыграла в антрепризном спектакле Юрия Васильева «Вероника решает умереть».
Всероссийскую известность Ольге Зайцевой принесла роль Панночки в картине Олега Степченко «Вий», снятой по одноименному произведению Н. В. Гоголя.
