Nacque verso il 361 da un’agiata famiglia di Costantinopoli e fin da giovanissima Olimpia fu istruita sulla Sacra Scrittura. Imitando santa Melania, si dedicò alla mortificazione, e pur potendo aspirare ad una brillante posizione nella corte imperiale, se ne allontanò. Nel 384-85 si sposò ma dopo solo venti mesi il marito morì; l’imperatore Teodosio il Grande voleva risposarla con un suo cugino, ma Olimpia rifiutò. Teodosio allora per vincere le sue resistenze le sequestrò tutti i suoi beni, che le vennero restituiti nel 391. Fu così che Olimpia ne approfittò per fondare alcune opere caritative. Il vescovo Nettario (381-397) contrariamente all’usanza, la nominò diaconessa, dignità che allora si dava alle vedove di 60 anni. Olimpia fondò in città un monasteroche raccose le figlie delle migliori famiglie della città. Fu collaboratrice di Giovanni Crisostomo nel suo incarico vescovile in città, fino a subire le persecuzioni applicate ai seguaci di san Giovanni: fu esiliata a Nicomedia dove morì verso il 408.