Ольга Плешакова родилась 7 декабря 1966 года в городе Москва. Окончила Московский авиационный институт, кандидат технических наук. Когда Ольге было еще 15 лет, она познакомилась с мальчиком Сашей, сыном Петра Плешакова, министра авиационной промышленности. Молодые люди вместе учились в авиационном институте. В 1986 году они поженились. Александр Плешаков был главным исполнительным директором и основателем авиакомпании "Трансаэро". Член Совета Федерации Федерального Собрания РФ от Пензенской области с марта 2001 года по июнь 2002 года.
С 1992 года Ольга начала работать в авиакомпании "Трансаэро", за 9 лет сделав карьеру от старшего эксперта отдела технологий до генерального директора авиакомпании "Трансаэро". В 2001 году Ольга Александровна заняла кресло генерального директора авиакомпании "Трансаэро".
Плешакова - единственная женщина в мире, которая возглавляет авиационную компанию в ранге генерального директора. Под ее руководством «Трансаэро» стала наиболее динамично развивающейся транспортной компанией России, лауреатом национальной премии «Компания года» в номинации «Транспорт», была удостоена ряда престижных российских и зарубежных наград. Ольгой были разработаны и внедрены уникальные для России технологии сервиса.
Она является автором многих статей по вопросам развития гражданской авиации, лауреатом российской национальной премии «Олимпия» в номинации «Безупречная бизнес-репутация». Награждена медалью «В память 850-летия Москвы», знаком «Отличник воздушного транспорта», а также орденом «Меценат» международного фонда «Меценаты столетия».
В 2012 и 2013 годах вошла в список 50 самых влиятельных деловых женщин мира по версии американского журнала Fortune, при этом стала единственной представительницей российского бизнеса в этом списке.
В 2014 году авиакомпания оказалась на грани банкротства. Правительство России предложило супругам Плешаковым продать 75% акций компании "Аэрофлоту" за 1 рубль. Сделка не состоялась. Собственники "Трансаэро" тщетно искали другого покупателя. Минтранс отозвал у "Трансаэро" сертификат эксплуатанта, а пассажиров, купивших билеты "Трансаэро", перевозили другие авиакомпании, в основном "Аэрофлот". Он и его петербургская "дочка", авиакомпания "Россия", унаследовали 56 наиболее прибыльных рейсов "Трансаэро". С 31 августа 2015 года Ольга Плешакова покинула должность директора и была назначена на пост председателя совета директоров АК "Трансаэро".
Является членом Президиума Торгово-промышленной палаты Российской Федерации. Входит в состав первой сотни резерва управленческих кадров, находящихся под патронатом Президента Российской Федерации. В рейтинге Ассоциации менеджеров России Ольга Плешакова в 2009 году заняла 1-е место в номинации «Транспорт», в 2010 заняла 1-е место среди руководителей авиакомпаний.
Автор многих статей по вопросам развития гражданской авиации, а также является соавтором монографии «Общество. Государство. Высшая школа». Лауреат премий «Лидер бизнеса Содружества Независимых Государств», «Персона года», «Российский Национальный Олимп», а также премии «Олимпия» в номинации «Безупречная бизнес-репутация».
Признана самой влиятельной женщиной России 2012 года в категории «Бизнес» по результатам рейтинга 100 самых влиятельных женщин страны, составленного радиостанцией «Эхо Москвы», информационными агентствами РИА «Новости» и Интерфакс, журналом «Огонек». В рейтинге 50 самых влиятельных деловых женщин России, составленном журналом «Компания», Плешакова заняла первое место.
В рейтинге топ-100 журнала «Эксперт» в 2011 году вошла в тройку лидеров, а по итогам 2012 года. Признана самой влиятельной женщиной в категории «Бизнес».
Несмотря на то, что Плешакова занимала лидирующие места в рейтингах, возглавляемая ею компания обанкротилась. По данным Forbes, после краха компании «Трансаэро» в 2015 году, вместе с мужем покинула Россию и обосновалась во Франции
У Ольги и Александра есть две дочери - Татьяна и Наталья.