Родилась в 1983 году в городе Опостолово Днепропетровской области Украины. Имеет высшее образование: в 2009 году окончила Белорусский институт правоведения, в 2022 году – Академию управления при Президенте Республики Беларусь по специальности «Государственное управление и экономика». С 2003 года Ольга Сергеевна работает на Воложинщине. Сначала работала инженером УП «Ивенецкая криница», затем до 2010 года – инспектором Инспекции Министерства по налогам и сборам Республики Беларусь по Воложинскому району. С 2010 по 2015 год – главный бухгалтер ЧП «СтройРеспект», затем – начальник отдела экономики райисполкома. С 2016 по 2018 год возглавляла КУП «Воложинский РКБО». С 2018 по 2020 годы – управляющий делами райисполкома. С 2020 по 2022 – заместитель председателя районного исполнительного комитета. До момента своего нынешнего назначения О. С. Богатырева работала начальником отдела финансовой политики комитета экономики Минского облисполкома.