Ольга Кузьминична Ковалева родилась 1 июля 1899 года в станице Александровская (ныне Суводская) Царицынского уезда Саратовской губернии в многодетной семье крестьянина-бедняка. С детства Ольга батрачила, в 12 лет стала работать прислугой у священника, а позже работала в Дубовке на маслобойне и воспитательницей в детском доме.

После революции отец Ольги, Кузьма Алексеевич Ковалев, создал коммуну. В 1921 году Ольга Кузьминична стала первой женщиной станицы, которая вступила в партию. Однажды, выполняя поручение коммуны привезти соль с озера Эльтон, она провалилась под лед, но смогла спастись и доставить соль в станицу, однако заболела воспалением легких.

Осенью 1927 года Ольга Кузьминична уехала в Сталинград. В это время Сталинград переживал период бурного экономического роста — в нем строились и модернизировались промышленные предприятия, которые составили экономическую основу города на многие десятилетия. Ольга Кузьминична стала работать каменщицей на заводе Красный Октябрь, а затем возглавила бригаду каменщиков. Через два года заводская парторганизация послала Ольгу Кузьминичну в Среднюю Ахтубу работать в колхозе. По итогам работы в колхозе она была награждена Почетной грамотой. В 1933 году Ольга Ковалева была избрана первой партийной конференцией Сталинградского края в члены крайкома партии. В 1934 - 1937 годах Ольга Кузьминична работала помощником начальника политотдела Кругловской МТС. Весной 1935 года Кругловская МТС в посевной начала использовать трактора.

В 1939 году Ольга Кузьминична стала работать подручной сталевара. В заявлении она просто написала: «Хочу стать сталеваром». В 1940 году стала одной из первых женщин-сталеваров, которая самостоятельно вела плавки в мартеновском цеху (12-я мартеновская печь). Это был невероятный успех, учитывая, что обычно путь из подручных в сталевары занимал многие годы, и тем более, что у Ольги Кузьминичны не было специального образования.

С началом Великой Отечественной войны смены на заводе стали длиться по 12 часов, но Ольга Кузьминична и ее коллеги-сталевары претворяли в жизнь главный заводской лозунг того времени: «Даешь металл!». Ольга Ковалева была среди участников женского съезда проходившего в начале 1942 года, на котором подписала книгу «Женщинам Ковентри от женщин Сталинграда». Книга была вручена 20 января 1943 года мэру города Ковентри Эмили Смит женой советского посла в Великобритании госпожой Майской. К этому дню Ольга Кузьминична Ковалева уже погибла.

23 августа 1942 года силы 4-го воздушного флота произвели самую разрушительную бомбардировку города в ходе которой погибло более 90 тысяч человек и уничтожила более половины жилого фонда довоенного Сталинграда. Одной из важных целей были завод «Красный Октябрь» и заводской поселок. В результате бомбардировки были выведены из строя мартены. Одновременно 6-я немецкая армия вышла к Волге в районе рек Мокрая Мечетка и Сухая Мечетка, в непосредственной близости к Сталинградскому тракторному заводу. По тревоге были собраны бойцы заводского отряда рабочего ополчения с целью выдвинуться в район прорыва и совместно с отрядами других заводов и частями РККА отбить нападение противника.

В число бойцов отряда вошла и Ольга Кузьминична, несмотря на сопротивление командования отряда вести в бой женщину. Однако, Ольга Кузьминична настояла и стала единственной женщиной в истребительном отряде завода «Красный Октябрь». При этом она сказала: «Когда я бралась сталь варить, мне кое-кто говорил, что не женское это дело, ничего у тебя не выйдет. Но ведь вышло. Сколько лет уже вместе работаем. Вместе работали, значит, вместе и воевать будем». Истребительный батальон возглавил рабочий Г.П. Позднышев.

Ольга Ковалева погибла 24 августа 1942 года во время атаки на хутор Мелиоративный, где закрепились немецкие автоматчики.

Ольга Кузьминична Ковалева посмертно награждена орденом Ленина и медалью «За оборону Сталинграда». Имя Ольги Кузьминичны Ковалевой увековечено на одной из 37 мемориальных плит Большой братской могилы мемориального комплекса «Героям Сталинградской битвы» на Мамаевом кургане. В Краснооктябрьском районе Волгограда находится улица Ольги Ковалевой.

Могила Ольги Кузьминичны находится в сквере на заводской площади рядом с проходной завода «Красный Октябрь». Памятник на могиле сооружен в 1968 году по проекту художника завода «Красный Октябрь» Н.Т. Ножкина, архитекторы М.Д. Голубин и А.Н. Баринова. В 1982 году было сделано гранитное обрамление памятника. Памятник из гранита и нержавеющей стали, барельеф Ольги Кузьминичны Ковалевой выполнен из бронзы. На могиле присутствует следующий текст: «Ольге Ковалевой, первой женщине-сталевару, бойцу истребительного батальона, героически погибшей в период Сталинградский битвы. 1900—1942».

На одном из цехов завода «Красный Октябрь» была установлена памятная доска. Доску, отлитую металлургами завода, открыли 2 февраля 1968 года, на ней было написано: «Здесь на печи № 12 работала сталеваром Ольга Ковалева, героически погибшая при защите родного города 25 августа 1942 г.».