Ее запомнят замечательной актрисой на героических и характерных ролях. Ольга родилась в артистической семье: отец - известный советский режиссёр Борис Барнет, автор таких лент, как «Необычайные приключения мистера Веста в стране большевиков», «Девушка с коробкой», «Окраина», «Подвиг разведчика»; мать - известная московская красавица, народная артистка РФ, педагог Щукинского театрального училища Алла Казанская, вырастившая не одно поколение российских актёров. Там же училась и Ольга, которая, по воспоминаниям однокурсников, всегда держалась просто, никогда не кичилась знаменитыми родителями. По окончанию ее взяли во МХАТ, тогда ещё не делимый на «мужской» и «женский».
Несмотря на то, что отец ее успешно и много работал в кино, и которого современники по таланту сравнивали с Эйзенштейном, Ольга снималась немного. Хотя дебютная роль - мать главного героя в знаменитой картине Андрея Тарковского «Солярис» - обещал серьёзные перспективы. Кинематограф не оценил возможностей актрисы - зато Художественный театр сполна отдал должное ее дарованию. С Ольгой Барнет работали режиссёры разных поколений, и какие - Лев Додин, Олег Ефремов, Адольф Шапиро, Евгений Писарев, Миндаугас Карбаускис и другие. Они ценили в ней не только мастерство, но и целостность ее натуры, индивидуальность, острый ум, интеллект (Ольга была хорошо образована, начитана).
Последний год своей жизни актриса тяжело болела, в театр уже не приходила. Была в больнице, ее выписали. Она угасла тихо, но все же успев попрощаться с самыми близкими ей людьми, которым смогла позвонить и слабеющим голосом сказать одно слово: «Люблю». Согласно желанию Ольги Барнет прощания в театре не будет.
Ее знаменитая красавица мать ушла из жизни 13 лет назад и похоронена на Новодевичьем кладбище. Какое-то время назад в могилу матери Ольга захоронила прах отца, который в 1965 году был погребён (так сложились жизненные обстоятельства) в Риге. Теперь вся семья воссоединится.