Ольга Дмитриевна родилась в крепости Гуниб в Дагестане в семье боевого генерала Д.В. Комарова и дагестанской княжны Н.Г. Шахэтдиновой, двоюродной сестры Павла Флоренского. Воспитанием детей генерала после ранней смерти жены занималась бонна, впоследствии вышедшая замуж за Комарова. После смерти мужа она отдала свою падчерицу в Николаевский женский сиротский институт в Москве.

В 1891-1892 годах Ольга Форш участвовала в движении помощи голодающим и заведует «толстовской столовой» в Тульской губернии.

После института училась живописи. В 1895 году выходит замуж за военного инженера, переводчика немецких поэтов Бориса Эдуардовича Форша. В 1908 в журнале "Русская мысль" напечатан первый рассказ "Был генерал" (как она напишет - "удавшийся").

Интеллектуализм прозы Форш, характерные черты её героев: неудовлетворённость действительностью и духовные поиски определились ещё в ее ранних произведениях.

С 1910 по 1917 годы Форш живет в Царском Селе, занимается педагогической работой, ведет художественное воспитание в детском саду, преподает рисование и лепку. В детских журналах «Родник» и «Тропинка» печатаются её сказки. Вышел в свет первый сборник «Что кому нравится». Вскоре после Октябрьской революции, уехала в Москву работать в Отделе реформы школы, заняв должность помощника заведующего "эстетическим развитием народа".

В последующие годы работала в Киевском Всеиздате. В 1920 году Форш перенесла тяжелую утрату — смерть мужа. Из Киева возвращается в Петербург и поселяется в Доме искусств.

1923 год стал поворотным в творчестве писательницы, перешедшей от работы над рассказами к своему историческому роману - "Одеты камнем" (1924 - 1925), имевшему большой успех и раскрывшему истинный талант писательницы.

Истории революционной мысли и революционного движения в России посвящены романы: «Одеты камнем», «Горячий цех», «Радищев», «Пагубная книга», «Первенцы свободы». Судьба творческой личности в условиях деспотического режима изображена в романах «Современники» о Гоголе и Иванове и «Михайловский замок» о трёх поколениях русских зодчих: Баженове, Воронихине, Росси.

В художественно-мемуарных книгах «Сумасшедший корабль» и «Ворон» («Символисты») писательница рисует жизнь петроградской художественной интеллигенции двух первых десятилетий XX века, создаёт портреты современников: Горького, Блока, Сологуба и др. Обе книги подвергались нападкам со стороны пролетарской критики и долгое время не переиздавались.

Ольге Дмитриевне Форш принадлежат рассказы, изображающие предреволюционный быт города и деревни, книги сатирических рассказов на зарубежные темы, киносценарии, пьесы. Произведения писательницы переведены на языки народов СССР и иностранные языки.

В августе 1941 году Форш с семьей дочери уезжает в Свердловск, выступает в госпиталях, воинских частях, работает над «Михайловским замком»..

На склоне лет Ольга Дмитриевна пользовалась заслуженным почтением со стороны коллег, её произведения часто переиздавались многомиллионными тиражами. После перестройки её имя было забыто не только в литературных, но и в читательских кругах.

2 октября 1970 года в Калининском районе Ленинграда в честь Ольги Форш была названа улица.