Когда Ольге было пять лет, в их доме появился роскошный мужчина — композитор Владимир Чернышов. Шумный, яркий, обаятельный человек.
Двери их дома всегда были открыты для гостей: у них часто бывали актеры, писатели, музыканты. Чернышов, писавший песни и музыку к кинофильмам, дружил с режиссером Ричардом Викторовым с тех пор, как они вместе поработали над фильмом «Переступи порог» (1970). Однажды Ольга столкнулись с Викторовым в прихожей — и он спросил: «Хочешь сниматься в кино?». Девочка ответила утвердительно. «Возьми у отчима сценарий, — сказал Викторов, — прочти его и подумай, какая роль тебе больше подходит». Ольге сразу же приглянулась Варя.
Пробы фильма "Москва-Кассиопея" шли чуть ли не полгода. Викторов просмотрел огромное количество ребят. На каждую роль претендовали человек по 50-60. У Ольги было две конкурентки — Вика Изотова, девочка сказочной красоты, и Ира Сабянина из Ленинграда. Как бы то ни было — Ольгу утвердили. Её мама подписала договор со студией, и ей стали платить зарплату — 100 рублей в месяц. Съёмки фильма шли больше года. Материала было отснято так много, что в один фильм все не поместилось. И у "Москвы-Кассиопеи" появилось продолжение "Отроки во вселенной", вышедшее на экраны в 1974 году...
Так, в пятнадцать лет состоялся дебют Ольги Битюковой в кино.
После окончания школы Ольга поступала во ВГИК, но неудачно, в результате училась в Московской государственной академии легкой промышленности, на модельера-конструктор одежды (1977—1982). Мечты об актёрской карьере пришлось на время оставить. Работая в Ленинской библиотеке, Ольга получила приглашение на съемки. Отказываться она не стала, но и из академии не ушла - работала в кино и параллельно училась на конструктора одежды.
За это время сыграла в мелодраме "Искушение", приключенческом фильме «Каникулы Кроша» (1980), «Люблю. Жду. Лена» (1983), «Через все годы» (1984), лирической комедии «Серебряное ревю» (1985), «Мой любимый клоун» (1986), «По зову сердца» (1986) и других.
С 1989 по 1992 училась в ГИТИСе (мастерская Леонида Топчиева) на актёрском факультете. Сыграла в более, чем 30 картинах.
В тяжёлые для отечественного кинематографа 1990-е годы работала референтом по культуре в Московском Международном фонде содействия ЮНЕСКО, ведущей концертов в гастрольно-концертной фирме «Дубль В».
В конце 90-х вернулась к актёрской профессии. В 2005 году после долгого перерыва снялась в приключенческом сериале "Авантюристка", «Затмение».
Одной из последних работ ольги стала роль в сериале «Две судьбы-3». Кроме кино, Актриса задействована и в театре - играет в антрепризном спектакле «Виновник торжества» в Санкт-Петербурге.
Муж Ольги — Владимир, плотник, краснодеревщик, строитель; сын Федор - мотомеханик.