Родилась 28 января 1968 года в Москве в семье инженеров Игоря Яковлевича Кабо и Аиды Николаевны Кабо. Её дед, Яков Соломонович Кабо (?—1956), был известным деятелем на Украине, секретарём ЦК ЛКСМ Украины. В 1937 году был репрессирован и отправлен на Колыму. Там же женился и только после реабилитации с семьёй вернулся в Москву, где родился сын Игорь. Во время Великой Отечественной войны его родственники на Украине были расстреляны оккупантами.

Первые пять лет жизни Ольга воспитывалась у бабушки на Урале. Училась в английской спецшколе, занималась музыкой, бальными танцами, художественной гимнастикой, в подростковом возрасте посещала студию космонавтики. Впоследствии с 1980 года по 1985 год занималась в Театре юного москвича при Дворце пионеров на Ленинских горах, где сыграла несколько главных ролей. Одним из ее педагогов во Дворце пионеров был Виктор Шендерович.

В 1983 году, ещё будучи школьницей, Ольга Кабо дебютировала в кино, сыграв горничную в телевизионном фильме «Анна Павлова». В 15 лет сыграла главную роль в фильме «И повторится все...». После восьмого класса Кабо перешла в специализированную школу с театрально-литературным уклоном при театральном училище имени Щукина, которую окончила в 1985 году.

В 1989 году окончила актёрский факультет ВГИКа (мастерская Сергея Бондарчука и Ирины Скобцевой); в 2002 году — исторический факультет МГУ. С 1992 года по 1994 год работала в Театре современной оперы под руководством Алексея Рыбникова, играла в спектакле «Литургия оглашенных». Затем в 1994 году последовала роль Кончитты в рок-опере в «Юнона и Авось», которую Рыбников поставил в Сеуле (исполняла на корейском языке).[3] В 1992—2002 гг. — играла в Центральном академическом театре Российской армии. Первая роль — Нина Арбенина в «Маскараде». С 2002 года — одна из ведущих актрис Театра им. Моссовета.

Первая известность пришла к актрисе в 1988 году после роли графини Изабеллы де Круа в исторической картине Сергея Тарасова «Приключения Квентина Дорварда, стрелка королевской гвардии». Заметнойтакже стала роль Роксаны в фильме «Сирано де Бержерак» (1989) по одноимённой пьесе Эдмона Ростана. Огромной популярностью стала пользоваться в 1989 году после роли Миррины в эротической картине «Комедия о Лисистрате», в которой снялась обнажённой.

В 1990 году, когда режиссёр Георгий Юнгвальд-Хилькевич узнал о том, что Ольга великолепно владеет верховой ездой, утвердил её на роль герцогини де Шеврез в своем телефильме «Мушкетёры двадцать лет спустя» (фильм вышел на экраны в 1992 году).

Затем много работала с режиссёром Аллой Суриковой: снялась в её фильмах «Две стрелы. Детектив каменного века» (1989) и «Чокнутые» (1991), а также клипе «Леди Гамильтон» на одноимённую песню в исполнении Николая Караченцова.[8][9][10][11]

1993 году, для съемок американского фильма «Бегущий по льду», несколько месяцев училась в колледже Нью-Йорка[4].

В 1995 году после работы в боевике «Крестоносец» Ольга Кабо стала членом Ассоциации каскадеров.

Снималась в таких популярных лентах, как: «Рыцарский замок» (1990), «Волшебник Изумрудного города» (1994), «Королева Марго» (1996), «Время жестоких» (2004), «Летучая мышь» (2005) и др..

Вместе с Владимиром Стекловым в 1997 году прошла отбор для подготовки к полёту на станцию «Мир» для съёмок фильма «Тавро Кассандры», но потом отказалась от участия в проекте по семейным обстоятельствам. С 1998 года, после рождения дочери, четыре с половиной года училась в МГУ на искусствоведческом, но не закончила.

В 2006—2007 годах вела передачу «Ключевой момент» на телеканале ТВЦ. В 2007 году принимала участие в проекте Первого канала «Ледниковый период» (в паре с фигуристом Максимом Марининым), который покинула из-за травмы. Так же в мае 2007 года дебютировала на эстраде в качестве певицы с песней композитора и поэтессы Елены Суржиковой «Я не солгу!».  Эта песня в её исполнении стала долгоиграющим шлягером. Композиция была показана в эфире «Песня года» и затем долгое время попадала в ротации популярных радиостанций. В настоящее время Ольга получает третье образование — учится на Высших режиссёрских курсах (мастерская Аллы Суриковой и Владимира Фокина).Помимо съёмок в кино, ролей в театре и работы на телевидении Ольга Кабо активно участвует в социально-значимых мероприятиях. Она является Президентом (Феей) российского кинофестиваля «Сказка», ежегодно проводимого в нашей стране для детей и подростков. В рамках кинофестиваля юные зрители не только знакомятся с последними российскими и зарубежными фильмами–сказками, но и вспоминают киноленты из старого советского и российского сказочного фильмофонда.