Olga Afanasjewna Glebova wurde am 27. Mai 1885 in Sankt Petersburg als Tochter eines Kollegialsekretärs geboren. Von klein auf strebte sie nach Kunst und erhielt eine entsprechende Ausbildung. Nach dem Abschluss des Alexandrowski Instituts trat sie 1902 in die dramatischen Kurse der Kaiserlichen Theaterakademie ein. Nach dem Abschluss trat Glebova erfolgreich auf verschiedenen Bühnen der Hauptstadt auf.

Ihre Theaterkarriere dauerte bis zur Emigration im Jahr 1924, und sie wurde als eine der herausragenden russischen Schauspielerinnen ihrer Zeit anerkannt.

Im Jahr 1906 heiratete Glebova den bekannten Künstler Sergej Sudeikin, nach dem sie den Doppelnamen annahm, unter dem sie in den künstlerischen Kreisen Sankt Petersburgs berühmt wurde. Sudeikin verehrte seine Muse und stellte sie oft in seinen romantischen Werken dar.

Olga Afanasjewna inspirierte auch viele andere Literaten. Ihr wurden Gedichte von solchen Dichtern des Silbernen Zeitalters gewidmet wie Georgij Ivanov, Alexander Blok, Wsewolod Roshdestwenski, Arkadij Sewerjanin und anderen herausragenden russischen Dichtern. Dies war die Zeit ihres Ruhms und unglaublichen Erfolgs.

Im Jahr 1915 zerbrach die Ehe mit Sudeikin, und sie wurde die Lebensgefährtin des Komponisten Arthur Lourié.

1924 zog Olga Afanasjewna nach Deutschland und dann nach Frankreich. Als Bühnenstar suchte sie viele Jahre lang nach sich selbst in verschiedenen Kunstgenres. Sie spielte weiterhin kleine Rollen, liebte es zu tanzen, malte Bilder und beschäftigte sich sogar mit der Herstellung von Porzellanpuppen. Leider schützten all ihre Talente sie am Ende ihres Lebens nicht vor der Armut.

Sie starb am 19. Januar 1945 an Tuberkulose und wurde auf dem bekannten russischen Friedhof in Saint-Geneviève-des-Bois in Paris beigesetzt.