Ольга Сергеевна Гребенщикова (ур. Зволянская) родилась 20 сентября 1883 г. в семье сенатора, тайного советника, а позднее Директора Департамента полиции Зволянского Сергея Эрастовича. Мать - Зволянская Софья Николаевна, урожденная Тройницкая. Кроме Ольги в семье было еще две сестры: старшая Нина и младшая Наталья.
В 1900 г. Ольга вместе с Ниной одновременно заканчивают Смольный институт, а в 1902 г. Ольга знакомится с будущим генералом Гребенщиковым Сергеем Яковлевичем. В одном из своих стихотворений Гребенщиков вспоминал, что познакомились они в Павловском парке во время грозы, спрятавшись от дождя под одним и тем же дубом. В 1903 году, 30 апреля они венчаются в Петербурге, а летом отправляются в свадебное путешествие в Крым, в Алупку. Ольга Сергеевна потом вспоминала: «Дым из локомотива: маленький заброшенный полустанок ранним утром при отъезде на юг. Запах маленьких абрикосовых розочек: терраса в Алупке на вилле, где мы поселились после свадебного путешествия…».
В 1905 г. (11 июля по ст. стилю) появляется первенец - Олег. Родился он в городе Пернове (ныне Пярну, Эстония) во время пребывания семьи на даче. Через две недели Олега крестили в Перновской Екатерининской церкви. В метрике записано, что восприемниками его были член военного совета, генерал-лейтенант Яков Александрович Гребенщиков и жена сенатора София Николаевна Зволянская. Крестная мама Олега до самой своей смерти почти всегда будет находиться рядом со своим крестником, где бы семья Гребенщиковых ни находилась. Ко времени рождения сына Сергей Яковлевич имеет звание штаб-ротмистра.
3 февраля 1912 г. у Гребенщиковых прибавление в семействе - рождается второй сын Игорь. В это время Ольга Сергеевна живет уже в Петербурге на Таврической улице. Каждое лето, вплоть до 1914 года, жена Сергея Яковлевича с детьми проводит время на дачах: то в Петергофе, то в Гатчине (вероятно, у знакомых), то в разных имениях богатой родственницы Ольги Николаевны Миклашевской. В с. Беленькое Екатеринославской губ., на даче «Высокое» Смоленской губ. собиралась многочисленная родня Гребенщиковых: Тройницкие, Миклашевские, Зволянские.
2 марта 1912 года внезапно умирает от воспаления легких отец - Сергей Эрастович Зволянский, а уже 4 марта 1912 года Гребенщикова переводят помощником старшего адъютанта штаба войск гвардии и Петербургского военного округа. С этого времени семья переезжает на Дворцовую площадь, дом № 4, в казенную квартиру штаба Петербургского военного округа, в ней семья проживет до 1917 года. Это была чудесная квартира с высокими сводчатыми потолками, с кухней в нижнем этаже и окнами на Певческий мост и Дворцовую площадь. Из этих окон дети с мамой ровно черех год, 4 марта 1913 года, будут наблюдать исторический парад в честь 300-летия Дома Романовых, проходивший прямо перед глазами, на Дворцовой площади.
Весь последующий 1913 год проходит в напряженной работе в штабе. Летом семья – на даче у Миклашевской, Гребенщиков – на Красносельских сборах. Осенью Сергей Яковлевич получает отпуск и вместе с Ольгой Сергеевной и Олегом, едва набрав денег, отправляется в путешествие по Европе: Германия, Швейцария, Австрия, Италия.
С августа 1914 г. Сергей Яковлевич - участник активных боевых действий русской армии. 13 октября 1915 г. родилась дочь Елена. В 1916 году Ольга Сергеевна пишет мужу на фронт, что дома все в порядке, семья по-прежнему живет на Дворцовой площади. Старшему сыну Олегу уже 11 лет, он учится в частной школе Варвары Павловны Кузьминой на Церковной улице за Тучковым мостом, увлекается историей Древнего Египта, начал обучаться игре на фортепиано. Игорь еще маленький, но и он приучается рисованию, азбуке. Сестра, Нина Зволянская служит в Петербургском Красном Кресте, в отделе иностранной корреспонденции, но по-прежнему дает частные уроки пения (она закончила консерваторию в 1913г.), а по вечерам иногда вывозит Олега на концерты симфонической музыки. Мать, Софья Николаевна тоже пошла служить в Красный Крест, часто заходит понянчиться с годовалой Аленкой….
В мае 1917 г. Ольга с детьми по совету генерала Корнилова оставляет казенную квартиру на Дворцовой площади и едет в Сумы к родственникам. Весь 1918 год семья живет в Сумах, где Сергей Яковлевич работает уездным старостой, представляя правительство гетмана Скоропадского. В 1920 г., претерпев многочисленные приключения и опасности за два года, вся семья эвакуируется из Новороссийска и оказывается в эмиграции в Сербии. В апреле 1920 года Гребенщиковы поселяются в пригороде Белграда – Земуне – на улице Пригревице, 44. (О жизни в эмиграции читайте в биографии С. Я. Гребенщикова).
После смерти мужа в 1933 г. Ольга жила до самой своей кончины со старшим сыном Олегом. В 1956 г. семья получает разрешение на въезд в СССР, Ольга едет вместе с сыном в Москву. Скончалась Ольга Сергеевна Гребенщикова в 1961 году 9 октября в Москве.
Ольга свободно владела многими языками, переводила с английского, французского и немецкого. В эмиграции опубликовала несколько статей в сербской прессе: «Русская душа в представлении иностранца», «Последний день» (о русской колонии в Бизерте), «Для русской молодежи», «Кое-что об американцах».