Ольга Наумова родилась в 1972 в Москве.

В 1994 году окончила факультет социологии МГУ по специальности «маркетинг».

В 1993–1994 годах руководила московским представительством компании «Альт» (Санкт-Петербург), специализирующейся на управленческом консалтинге. 

В 1994–2000 годах работала в группе компаний IBS: директором по маркетингу компании «Дилайн», затем генеральным директором компании «Компьютер депо». 

В 2000–2001 годах была коммерческим директором компании «Русский продукт».

С 2001 по 2002 годы — директор по организации бизнеса Череповецкого сталепрокатного завода ПАО «Северсталь», с 2002 по 2006 годы — генеральный директор завода. Кроме того, с 2003 по 2004 годы — генеральный директор ОАО «Орловский сталепрокатный завод» (входил в группу компаний «Северсталь», в 2006 году вместе с Череповецким сталепрокатным заводом и Волгоградским сталепроволочно-канатным заводом был присоединён к ЗАО «Северсталь-метиз»). С 2004 года возглавляла Группу «Северсталь-метиз», позднее — ЗАО «Северсталь-метиз».

В 2009 году заняла пост директора Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК) по сортовому прокату и метизам, в декабре 2009 года стала генеральным директором вновь созданного ООО «НЛМК-Сорт» (управляло на тот момент ОАО «Нижнесергинский метизно-металлургический завод», ЗАО «Уральский завод прецизионных сплавов», ЗАО «Березовский электрометаллургический завод», ЗАО «Калужский научно-производственный электрометаллургический завод», предприятия ПО «Вторчермет НЛМК» и рядом других компаний Сортового дивизиона).

С 2010 по 2013 годы работала генеральным директором компании «Римера» — нефтесервисного дивизиона Челябинского трубопрокатного завода, в которую входили производители трубодеталей и трубопроводной арматуры — предприятия СОТ, Магнитогорский завод механомонтажных заготовок, чешский завод MSA, «Алнас» (крупнейший в России производитель электропогружных насосов и электродвигателей для нефтяной промышленности), завод по производству нефтегазового оборудования «Ижнефтемаш», ООО «Юганскнефтегазгеофизика» (более 34% рынка геофизических услуг в ХМАО), ООО «Томскнефтегазгеофизика» (60% рынка Томской области), буровая компания «Таймырнефтеразведка».

С мая 2013 года по апрель 2018 года — генеральный директор федеральной торговой сети «Пятёрочка» X5 Retail Group.

С мая 2018 года — исполнительный директор компании «Магнит». В июне 2018 года стала генеральным директором «Магнита».

Покинула пост генерального директора «Магнита» в июне 2019 года.

В 2004 году стала лауреатом Национальной премии общественного признания достижения женщин России «Олимпия» в номинации «Бизнес-репутация» (премия учреждена Российской Академией бизнеса и предпринимательства совместно с Российским союзом промышленников и предпринимателей (работодателей)).

Лауреат Премии РБК-2016 в категории «Менеджер года» за качественные преобразования бизнеса, разработку и внедрение новой стратегии развития сети «Пятёрочка».

Замужем, воспитывает дочь и сына (1999 и 2010 годов рождения). Мама — математик, окончила мехмат МГУ, преподавала на факультете ВМК МГУ. Отец работает в МГТУ им. Баумана, специализируясь на колесно-гусеничных машинах.

В январе 2022 года покинула пост генерального директора «Восточного Союза» в связи с переходом на другую работу.

Летом 2024 года заняла должность исполнительного директора онлайн-маркетплейса Wildberries. 

В октябре 2025 года стало известно о том, что Ольга Наумова заняла пост председателя наблюдательного совета группы «Юнифрост».