Клавиристка, солистка оркестра Pratum Integrum, одна из основательниц российской клавесинной школы, воспитавшая целую плеяду ярких исполнителей. Выступает как солистка на клавесине и на молоточковом фортепиано. Её исполнительская карьера началась вскоре после окончания Московской консерватории и Высшей школы музыки в Бобиньи в Париже. В дуэте с Павлом Сербиным стала лауреатом конкурсов имени ван Вассенара и Premio Bonporti, дала множество концертов в Европе.

В 2003 году в России появился Pratum Integrum, первый полносоставный оркестр, играющий на старинных инструментах, и Ольга Мартынова прошла с ним путь от неизвестного коллектива до оркестра, представляющего свою страну в международных программах (Год России в Нидерландах, 2013), участвующего в крупнейших фестивалях Европы (в том числе Oude Muziek в Утрехте, Musique Antique в Брюгге, Tage Alter Musik в Регенсбурге). С этим оркестром более десяти лет выступает как солистка, разделяя страстное увлечение редким репертуаром, свойственное этому коллективу. Кроме того, Ольга Мартынова представила публике сочинения Платти и Шобера, Вёльфля и Фодора, Бортнянского и Гесслера. Параллельно пианистка выступала с сольными и камерными концертами в лучших залах Москвы, в том числе с такими музыкантами, как Алексей Любимов, Иван Монигетти, Альфредо Бернардини, Дмитрий Синьковский, а также в Европе: в Регенсбурге и Гааге, в Херне (фестиваль ARD 2013).

Высокую оценку в Европе получили её записи, выполненные на российско-голландском лейбле Caro Mitis. Запись Английских сюит Баха получила Prelude Classical Music Awards, запись клавирных сонат Баха была представлена немецким журналом Toccata в рубрике «Диск месяца», а также получила оценку «5 звёзд» в итальянском журнале Musica. Широкую известность принёс ей альбом Everything You Always Wanted to Know About Harpsichord (But Were Afraid to Ask).

Преподаёт в Московской средней специальной музыкальной школе имени Гнесиных и Московской государственной консерватории имени П. И. Чайковского.