Ольга Славникова родилась 23 октября 1957 года в Свердловске (сейчас Екатеринбург) в семье инженеров-оборонщиков. В детстве проявляла выдающиеся способности к математике, побеждала на олимпиадах краевого и республиканского уровня, но под влиянием преподавательницы русского языка и литературы, которая заведовала школьным кружком любителей художественного слова, в 1976 году поступила на факультет журналистики Уральского государственного университета. В 1981 году окончила его. После этого некоторое время работала в книгоиздательской сфере, в редакции журнала «Урал», затем и сама стала писать, по собственным словам, «оттого, что заняться больше было нечем, а свободного времени оставалась прорва». Публикации начального периода творчества — в малотиражных сборниках молодых авторов, которые сама Славникова с едкой издевкой называет «братскими могилами».
С 2003 года писательница с мужем живёт в Москве, у неё трое детей и двое внуков.
Славникова официально занимает пост координатора прозаического направления литературной премии «Дебют». В интервью неоднократно подчеркивала, что основной источник её финансового благополучия находится отнюдь не в литературной сфере.
Дебютная повесть Славниковой «Первокурсница» была принята в печать в 1988 году после значительных правок, затронувших более половины объема первоначальной версии. Спустя два года Славникова добилась постановки в темплан издательства, в котором она в то время работала, своего первого авторского сборника, но после развала СССР редакция отдала предпочтение выпуску серии французских любовных романов, а книга Славниковой так и не была отправлена в печать по причине её якобы «маловысокохудожественности». Писательница пережила глубокий душевный кризис и, решив прервать литературную деятельность, занялась мелкооптовой торговлей книгами, впрочем, без особого успеха. Впоследствии многие соратники Славниковой по этому бизнесу были выведены ею в качестве персонажей романа «Один в зеркале».
Примерно в 1995 году Славникова вернулась к активному творчеству.
В 1997 году Славникова публикует свой первый крупный роман «Стрекоза, увеличенная до размеров собаки», который вошел в шорт-лист «Русского Букера» и заставил всю литературную общественность России говорить о писательнице как о достойном продолжателе традиций «магического реализма». В 1999 году роман Славниковой «Один в зеркале» получил премию журнала «Новый мир». Сама писательница считает эту книгу своей любимой и самой недооцененной изо всех. При ее создании Славникова моделировала быт и стиль мышления гениального математика, специалиста в области фрактальной геометрии, на основе собственного опыта занятий этой наукой в молодые годы. Однако в дальнейшем за фактическую достоверность прописанных ею образов, по словам Славниковой, ответственность несет в основном муж.
Третья книга Славниковой «Бессмертный» (2001) впоследствии послужила причиной громкого скандала, связанного с обвинениями, выдвинутыми писательницей в адрес создателей немецкого фильма «Гуд бай, Ленин!». Славникова утверждала, что сценаристы фильма беззастенчиво использовали сюжет её книги в качестве первоосновы для фильма.
Славникова к тому времени уже выделилась из круга екатеринбургской литературной тусовки, обрела всероссийскую известность и начала задумываться о переезде в Москву. Эту идею она претворила в жизнь приблизительно в 2003 году. Обосновавшись в столице, Славникова приступила к работе над новым очень большим романом, рабочим названием которого было «Период». Публикация романа неоднократно анонсировалась журналом «Новый мир» и издательством «Вагриус», однако сроки постоянно переносились по настоянию Славниковой. Фрагменты книги публиковались в журнальном варианте как самостоятельные новеллы (например, «Корундовая каторга», «Кооператив „Купол“»). В окончательной редакции Славникова усилила антиутопические и фантастические тенденции и дала роману перекликающееся с творениями Оруэлла и Доренко название «2017».
Роман был опубликован в конце 2005 года. В декабре 2006 года роман был удостоен премии «Русский Букер» как по версии профессиональных литераторов, так и по результатам студенческого голосования, что является прецедентом в истории присуждения этой награды. В 2010 году появился английский перевод романа, доброжелательно встреченный критиками.
В 2007 году увидел свет сборник «Вальс с чудовищем», составленный из ранних и поздних работ Славниковой, включая вышеупомянутый роман «Один в зеркале» и рассказы.
В 2008 году Славникова по заказу журнала «Саквояж. Спальный вагон», распространяющегося ограниченным тиражом в поездах дальнего следования, написала несколько рассказов на железнодорожную тематику, позднее переработанных в сборник «Любовь в седьмом вагоне». Он получил неоднозначную прессу, некоторые критики (Лев Данилкин) утверждали, что это худшее произведение писательницы за много лет.
Следующие два года писательница посвятила работе над новым романом. Первоначальное название книги было «Флора», и скудные сведения об этом варианте романа позволяют отнести его к жанру хронооперы. Эта версия не удовлетворила автора, и Славникова, по собственным словам , сперва попыталась перелицевать «два самых главных московских мифа — миф о мэре и миф о метрополитене» на примере судьбы представителя современного «офисного планктона», но затем отказалась от этого замысла в пользу «романа о новом свободном человеке, ставящем главной ценностью мира — себя самого». Недавно вышла в свет журнальная версия этого произведения. Интересно, что из электронной версии номера журнала, содержавшего первую книгу романа, по непонятным причинам исчезло традиционное примечание «окончание следует». В связи с этим некоторые литературные критики поспешили выступить с разгромными отзывами на «Легкую голову», вменив Славниковой в вину рыхлость сюжетной конструкции и оборванность линии главного героя в якобы «открытом» финале. Писательница ответила на эти выпады, объявив лаконичную суховатость первой части стилистическим приёмом и посоветовав для более адекватных выводов просто дочитать книгу до конца. Кроме того, она отвергла подозрения рецензентов в том, что новый роман якобы заточен под публикацию на Западе и международные литературные премии, подчеркнув, однако, что популярность её работ в США и Европе пока оставляет желать лучшего.
В защиту нового творения Славниковой выступили и некоторые другие критики; например, сотрудник «Литературной России» прямо обвинил авторов рецензий «на полромана» в том, что они завидуют популярности писательницы . В ответ Виктор Топоров назвал одобрительные рецензии на «Легкую голову» продуктом деятельности PR-службы Славниковой и высказал предположение, что их подлинным автором является муж писательницы Виталий Пуханов .
В романах «Один в зеркале» и «2017» город, где происходит действие, не называется ни разу, однако все его достопримечательности, крупные магистрали, транспортные узлы (например, памятник создателям паровоза, аэропорт Кольцово, проспект Космонавтов) существуют в реальности и находятся в Екатеринбурге. Однако инфраструктура города в романе «2017» соответственным образом «масштабирована» с учётом того, что действие перенесено в близкое будущее. Так, население Екатеринбурга в 2017 году, по Славниковой, будет составлять около 4 млн человек (в настоящее время — немногим менее полутора миллионов, с пригородами — около 2,5 млн.), в городе выстроен Международный экономический центр, имеется разветвлённая сеть метрополитена (упоминается, что для поездки из одного конца города в другой герою пришлось совершить три пересадки), в то время как по состоянию на 2009 год Екатеринбургский метрополитен был одним из самых коротких в мире.
Славникова не любит ездить на машине и предпочитает для всех своих поездок пользоваться московской подземкой, где и происходит действие некоторых эпизодов её единственного на сегодняшний день «московского» романа «Легкая голова».