Родилась 4 января 1966 г. в г. Орле.
В 1988 г. с отличием окончила Орловский филиал Всесоюзного заочного машиностроительного института (с 1995 г. - Орловский государственный технический университет, ОрелГТУ; ныне - в составе Орловского госуниверситета им. И. С. Тургенева) по специальности "машины и технология обработки металлов давлением". С 1993 по 1995 г. училась в аспирантуре Орловского государственного педагогического института (с 1996 г. - Орловский государственный университет, ныне - имени И. С. Тургенева) по специальности "процессы и машины обработки давление".
В 1998 г. в ОрелГТУ защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук по теме "Динамика и совершенствование рабочего процесса гидравлического вырубного пресса с рычажным механизмом синхронизации".
Доктор технических наук. В 2008 г. в том же вузе защитила диссертацию по теме "Научное обоснование режимов технологий формоизменения анизотропных листовых и трубных заготовок при различных температурно-скоростных режимах".
После получения диплома осталась работать в Орловском филиале Всесоюзного заочного машиностроительного института. Была инженером информационно-вычислительного центра.
В 1993 г. филиал был переименован в Орловский государственный политехнический институт, спустя два года - в Орловский государственный технический университет. В 2010 г. ОрелГТУ стал Государственным университетом - учебно-научно-производственным комплексом, а в 2015 г. получил наименование Приокский государственный университет.
Ольга Пилипенко около 25 лет работала в вузе заведующей кафедрой "Автоматизированные процессы и машины пластической обработки материалов", деканом факультета новых технологий и автоматизации производства, а также проректором по финансам и экономике.
В 2003 г. ей было присвоено ученое звание доцента по кафедре "Прикладная математика и информатика".
В 2009 г. получила звание профессора.
Член Всероссийской политической партии "Единая Россия", президиума Орловского регионального отделения партии.
4 декабря 2011 г. принимала участие в выборах в Орловский областной совет народных депутатов по списку "Единой России" (возглавляла региональную группу №9). Однако после распределения мандатов место в облсовете не получила.
С 2013 по 2015 г. - ректор Государственного университета - учебно-научно-производственного комплекса (ГУ-УНПК), с 2015 г. - Приокского государственного университета. Инициатор объединения Приокского и Орловского госуниверситетов в единый вуз.
13 сентября 2015 г. была избрана депутатом Орловского городского совета народных депутатов V созыва по списку "Единой России". Баллотировалась под вторым номером общей части списка.
С 6 ноября 2015 г. - и. о. ректора объединенного Орловского государственного университета имени И. С. Тургенева. 22 июня 2017 г. была избрана ректором вуза.
8 сентября 2019 г. была избрана депутатом Государственной думы VII созыва на довыборах по Орловскому одномандатному избирательному округу №145 (баллотировалась от "Единой России"). Получила 53,62% голосов. Второе место занял Иван Дынкович (15,97%) от КПРФ, депутат Орловского горсовета, помощник депутата Госдумы Николая Иванова.
С 2021 г. - депутат Государственной думы РФ VIII созыва от "Единой России". Была избрана 19 сентября 2021 г. по Орловскому одномандатному избирательному округу №145 (Орловская обл.). Набрала 36,51% голосов (второе место в округе занял сенатор Василий Иконников от КПРФ, 17,21%).
С ноября 2021 г. - член комиссии генерального совета партии "Единая Россия" по образованию и науке.
Почетный работник высшего профессионального образования. Почетный работник науки и техники РФ.
Имеет более 200 научных и учебно-методических публикаций, в т. ч. монографии "Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов" (2007) и "Изотермическая вытяжка анизотропных материалов" (в соавторстве; 2007).