Родилась 14 ноября 1969 года в Ульяновске.

Окончила среднюю школу №20 и Ульяновский государственный педагогический университет им.И.Н.Ульянова.

Начала свою карьеру учителем начальных классов в школе №65. Затем работала коммерческим директором ТК «Олми-канц» и занималась активной общественной работой.

В декабре 2009 года была избрана председателем Областного семейного совета при Губернаторе Ульяновской области.

С сентября 2010 года по февраль 2012 года возглавляла департамент по семейной и демографической политике и здоровому образу жизни при Министерстве труда и социального развития Ульяновской области.

В настоящее время - советник губернатора Ульяновской области по вопросам семейной политики.

Член партии «Единая Россия».

Замужем. Мать четверых детей («Младшая дочь Анечка – это наше солнышко, она для нашей семьи - заряд бодрости и хорошего настроения», - признавалась Ольга Желтова в одном из интервью).

В 2015 году резко критиковала Павла Дегтяря. По словам Желтовой, региональное министерство здравоохранения, возглавляемое тогда Павлом Сергеевичем, не выполняло свои обязательства по реализации проекта Центра профилактики Ольга Владимировна доложила губернатору, что Центр есть, а «качество работы нужно перерассмотреть».

В 2016 году уже сама подверглась критике со стороны губернатора, лишившись при этом поста начальника управления по семейной и демографической политике.