Ольга Литвинова родилась 4 августа 1981 года в Москве. Ее отец занимает далеко не последнее место в российском кинематографе, поэтому у девочки с ранних лет начала формироваться любовь к искусству. В свое время папа актрисы возглавлял известную киностудию «Мосфильм», а затем стал создателем собственной продюсерской компании. Личная жизнь Ольги Литвиновой интересует поклонников так же, как и ее творчество.
Оля окончила одну из наиболее престижных школ Москвы, после чего приняла решение сразу же поступать в школу-студию МХАТа. После окончания вуза ее приняли на работу в МХТ им.А.П.Чехова. Дебют молодой артистки состоялся в пьесе «Мишин юбилей», после чего ее талант был замечен и роли стали предлагаться все крупнее и масштабнее. В настоящее время девушка уже стала ведущей актрисой этого театра.
Еще в студенчестве Ольга начала сниматься в кино. Не смотря на то, что ее руководитель в вузе был против того, чтобы его студенты участвовали в съемках, но для Литвиновой было сделано исключение. Не смотря на то, что роли были эпизодические, они помогли молодой актрисе набраться опыта. А уже с 2009 года ее узнал и полюбил гораздо больший круг зрителей.
Личная жизнь Ольги Литвиновой также уже устроена. Она состоит в официальном браке со своим коллегой Константином Хабенским, от которого актриса родила дочку. Познакомились они на сцене театра им.А.П.Чехова, где оба работали над постановкой «Утиная охота». Константин к этому времени уже овдовел и долгое время был одиноким. Его поклонницы с пристальным вниманием относились к женщинам, с которыми их кумир появлялся на публике.
До начала отношений с Костей Ольга встречалась с Максимом Виторганом, однако их отношения сошли на нет. В 2012 году девушку стали замечать на публике вместе с Хабенским, а уже через год они официально узаконили свои отношения. Свадьба была достаточно скромная, из гостей были приглашены только самые близкие родственники, однако невеста появилась на мероприятии в роскошном платье, подаренном женихом. В июне 2016 года счастливая пара стала родителями их совместной дочки.