Маленькая Леля появилась на свет в семье князя Ивана Ивановича Барятинского и его супруги Марии Федоровны в 1814 году. Вместе со своими двумя младшими сестрами и четырьмя младшими братьями Ольга жила в имении "Марьино". Их отец был большим ценителем искусства, а все его дети с малых лет разбирались в предметах красоты и роскоши.
Юная княжна Ольга была отлично образована, знала французский, английский и немецкий языки, а вот на русском научилась читать только в возрасте 16 лет. К слову, русский язык в семье практически не использовали , как и во многих других знатных семьях, но Леля смогла освоить его кратчайшие сроки.
В 18 лет Ольга Ивановна стала супругой 23-летнего Владимира Петровича Давыдова. Детство и юность граф прожил в Европе, учился в Великобритании и считался англоманом. Только в 21 год он переехал в Россию и значительно выделялся среди своих сверстников - имел более европейское поведение, воспитание и взгляды на жизнь.
От союза Ольги и Владимира на свет появилось 8 детей Наталья, Екатерина (скончалась в возрасте полутора лет), близнецы Владимир и Анатолий, Мария, двойняшки Евгений и Евгения, Сергей. Граф очень часто отсутствовал дома - выбирался в путешествия, а супруга не могла его сопровождать из-за постоянных беременностей.
Ольга Ивановна много времени жила в Отрадном, где организовала больницу и школу для детей крестьян. Ее целью было создать для деревенских детишек условия лучше чем были у их родителей. Современники отмечали, что графиня абсолютно лишена таких качеств, как надменность, высокомерность и гордыня.
«Я видел ее вместе с крестьянскими женщинами и девушками, в их взаимных отношениях. Это не снисхождение знатной барыни, исполненной приторного сострадания к бедному простолюдину, это просто свои, друг друга вполне разумеющие, без всякой приторности и нежности, друг в друге твердо уверенные». Писал об Ольге Иван Сергеевич Аксаков
Владимир Петрович поддерживал супругу в ее стремлении помочь всем нуждающимся. Вместе с ней он занимался благотворительностью, жертвовал много денег больницам, музеям и библиотекам. Благодаря Орловым-Давыдовым Община сестер милосердия обзавелась собственной школой, детской больницей и амбулаторией.
Скончалась Ольга Ивановна в 1876 году - ей было всего 62 года. Владимир Петрович пережил супругу на 6 лет и похоронен был рядом с ней в Успенской церкви в селе Отрада. Их сын младший сын Сергей Владимирович в память о матери основал Детскую больницу имени Святой Ольги, а в настоящий момент там находится психоневрологический диспансер №7.