В начале своей спортивной карьеры Ольга Котлярова в основном выступала на дистанции 400 м и выиграла бронзовую медаль в составе российской эстафеты на Летних Олимпийских играх 2000 в Сиднее. Стала чемпионкой мира в эстафете на чемпионате мира 1999 года в Севилье.
В 2005 году Ольга Котлярова перешла на дистанцию 800 м, в которой стала победительницей на Чемпионате Европы по лёгкой атлетике 2006.