Родилась 3 (16) мая 1910 в Санкт-Петербурге, на старой питерской окраине – Невской заставе, в семье заводского врача. В 1930 окончила филологический факультет Ленинградского университета, работала корреспондентом казахской газеты «Советская степь», редактором «комсомольской страницы» газеты ленинградского завода «Электросила» (впечатления этих лет отразились в книге очерков "Глубинка", 1932, сб. рассказов "Ночь" в «Новом мире», 1935, повестях "Журналисты", 1934; "Зерна", 1935). Литературный дебют Берггольц (лирические стихи, в т.ч. первые сборники "Стихотворения", 1934, и "Книга песен", 1936, с воодушевлением и искренностью рассказывающие о «республике, работе и любви», счастливой комсомольской семье, и рассказы для детей и юношества – сб. "Как Ваня поссорился с баранами", 1929, повесть "Углич", 1932, и др.) с одобрением встретили С.Я.Маршак, К.И.Чуковский, А.А.Ахматова, М.Горький. В 1938 погиб первый муж Берггольц, известный комсомольский поэт Б.П.Корнилов, репрессированный по ложному обвинению; саму ее заключают в тюрьму, где она находилась с декабря 1938 по июнь 1939. Ноты трагизма появляются в стихах конца 1930-х годов, большинство которых опубликовано в сб. "Узел" (1965, в т.ч. "Не может быть, чтоб жили мы напрасно!.."), а наиболее острое, посвященное тем, кто «обманулся... любя» свою страну и декларированные ею идеалы, – "Нет, не из книжек наших скудных" (1939) – вышло в свет только в 1987.

В годы Великой Отечественной войны Берггольц, оставаясь в родном городе все 900 дней блокады, работала на Ленинградском радио (выступления вошли в кн. "Говорит Ленинград", 1946, 1-е изд. было изъято в связи с т.н. ленинградским делом после разгрома журналов «Звезда» и «Ленинград»). Часто, обессиленная от голода, ночевала в студии, но никогда не теряла силы духа, поддерживая свои обращения к ленинградцам доверительными и мужественными стихами ("Письма на Каму", "Разговор с соседкой", поэмы "Февральский дневник", "Ленинградская поэма", обе 1942; "Памяти защитников", 1944, "Твой путь", 1945; сборники 2Ленинградская тетрадь", 1942, "Ленинград", 1944, в которых картины блокадного города соседствуют с раздумьями о героизме, верности и любви, побеждающими страдания и смерть). Среди других произведений Берггольц – героико-романтическая поэма "Первороссийск" (1950; Государственная премия СССР, 1951), посвященную петроградским рабочим, в 1918 отправившимся на Алтай для создания там коммуны; книга лирически-исповедальной прозы "Дневные звезды", 1959 (не завершена), написанные совместно с А.Г.Макороненко пьесы "Они жили в Ленинграде" (1944) и "У нас на земле" (1947), киносценарий "Ленинградская симфония" (1945), цикл стихов о Сталинграде (1952), трагедия "Верность" (1954) – о днях обороны Севастополя в 1941–1942.

Строки О.Берггольц высечены на гранитной стеле Пискаревского мемориального кладбища: «Никто не забыт и ничто не забыто».

Умерла Берггольц в Ленинграде 13 ноября 1975.