Elle est connue pour ses travaux sur l’équation aux dérivées partielles, sur la différence finie, les équations de Navier-Stokes ainsi que sur la dynamique des fluides.
Elle fut l’élève du mathématicien russe Ivan Petrovski
En octobre 1937, son père a été arrêté par le NKVD puis tué. Olga Ladyjenskaïa a pu terminer ses études secondaires, mais parce que son père était un « ennemi du peuple », elle fut interdite d’entrer à l’Université de Leningrad.
En 1953, après la mort de Staline, elle obtint enfin son doctorat et devint enseignante à l’université de Léningrad ainsi qu’à l’Institut de mathématiques Steklov.
En 2002, elle reçoit la Médaille Lomonossov en l’honneur de l’ensemble de ses travaux scientifiques.