Ольга Фадеева окончила школу с театральным уклоном и Белорусскую академию искусств по специальности «Артист кино и театра». Кинодебют актрисы состоялся в 2000 году в фильме Маргариты Касымовой «Зорка Венера», где она сыграла эпизодическую роль учительницы. Далее Фадеева снималась в телесериалах «Ускоренная помощь», «Цыганки» и других.

Широкую известность Ольга получила благодаря роли в сериале «Солдаты». Кроме работы в кино и на телевидении, она регулярно выступает на сценах различных театров. В 2008 году актриса появлялась обнаженной в сериалах «Синие ночи» и «Непобедимый».