Ольга Остроумова хотела стать артисткой с детства: в десять лет она вместе с мамой и сестрой пошла на спектакль, в котором играла подруга матери.
Остроумова поступила с первого раза в ГИТИС: она училась в мастерской Варвары Алексеевны Вронской.
Помимо театральной деятельности, актриса активно снималась в кино. Впервые на экране она появилась в «Доживем до понедельника», также она исполнила роль Жени Комельковой в «...А зори здесь тихие». Затем была уже «Любовь земная», «Гараж» и многие другие ленты.
