Родилась 19 августа 1977 г. в Ставрополе.
В 1999 г. с отличием окончила Ставропольский государственный университет по специальности "юрист", в 2000 г. - Ставропольскую государственную сельскохозяйственную академию (ныне Ставропольский государственный аграрный университет) по специальности "финансы и кредит". В 2004 г. прошла переподготовку по специальности "менеджмент" в Московском авиационном институте (ныне вуз имеет статус национального исследовательского университета) по президентской программе управленческих кадров.
С 1995 г. почти 20 лет проработала на ставропольском телевидении. Была корреспондентом, редактором службы новостей, юристом, ведущей программ, редактором выпуска редакции теленовостей, продюсером специальных проектов телекомпании "АТВ – Ставрополь". Автор и ведущая программы "Время говорить".
В 2008-2012 гг. - депутат Ставропольской городской думы. 12 октября 2008 г. была избрана в Ставропольскую гордуму V созыва от регионального отделения партии "Единая Россия" (третий номер в списке кандидатов). Возглавляла комитет по информационной политике, взаимодействию с общественными и ветеранскими организациями. 13 марта 2011 г. вновь стала депутатом Ставропольской городской думы VI созыва от одномандатного округа №13 (баллотировалась от "Единой России"). На выборах набрала 52,04% голосов, опередив своего ближайшего конкурента, кандидата от КПРФ Андрея Зайченко, почти на 33%.
Одновременно с исполнением депутатских обязанностей работала директором программ телекомпании "АТВ – Ставрополь", редактором-консультантом ООО "Ставрополь ТВ", а затем телекомпании "РЕН – Ставрополь".
В декабре 2011 г. баллотировалась в Государственную думу РФ VI созыва по списку партии "Единая Россия" в составе Ставропольской региональной группы (седьмой номер в списке). Однако по итогам распределения депутатских мандатов в Думу не прошла.
В 2012-2016 гг. - депутат Государственной думы РФ VI созыва. 17 мая 2012 г. ей был передан вакантный мандат депутата Госдумы Валерия Зеренкова, назначенного врио губернатора Ставропольского края. 22 мая того же года Ольга Тимофеева приступила к исполнению депутатских полномочий. Вошла в состав фракции "Единая Россия", была членом комитета по информационной политике, информационным технологиям и связи.
С 12 июня 2013 г. по 29 ноября 2018 г. - сопредседатель центрального штаба "Общероссийского народного фронта" (ОНФ).
В 2016-2021 гг. - депутат Государственной думы РФ VII созыва. Была избрана 18 сентября 2016 г. по списку партии "Единая Россия" (второй номер в региональной группе №25, Республика Калмыкия, Ставропольский край, Астраханская и Ростовская области). Вошла во фракцию "Единая Россия".
С 5 октября 2016 г. по 11 октября 2017 г. - председатель думского комитета по экологии и охране окружающей среды.
С 11 октября 2017 г. была заместителем председателя Государственной думы РФ VII созыва. Курировала комитеты по труду, социальной политике и делам ветеранов и по развитию гражданского общества, вопросам общественных и религиозных объединений, взаимодействие с Израилем, Туркменистаном и ЮАР.
С 2018 г. - член центрального штаба ОНФ.
С 2021 г. - депутат Государственной думы РФ VIII созыва от "Единой России". Была избрана 19 сентября 2021 г. по Невинномысскому одномандатному избирательному округу №66 (Ставропольский край). Набрала 64,09% голосов (второе место в округе занял гендиректор АО "Оборонэлектронпроект" Григорий Пономаренко от КПРФ, 10,53%).
С 12 октября 2021 г. - председатель комитета ГД по развитию гражданского общества, вопросам общественных и религиозных объединений.
Член Академии Российского телевидения (с 2010 г.).
Член Союза журналистов России.
Награждена орденом Почета (2018)[1], медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (2016). Имеет благодарность (2013) и Почетную грамоту[2] правительства РФ (2018).
Лауреат Всероссийского телевизионного конкурса "ТЭФИ - регион" в номинации "Лучший интервьюер" (2007).
Почетный гражданин города Ставрополя (2014).