Córka Arona i Sary Lwów. Studiowała w Wolnej Wszechnicy, w roku 1922 wbrew woli rodziców rozpoczęła naukę gry aktorskiej w Szkole Dramatycznej w Warszawie. Wiosną 1923 roku na balu, zorganizowanym z okazji zakończenia roku, poznała kilkoro aktorów i pisarzy, a wśród nich poetę-futurystę Aleksandra Wata. Na jego prośbę zrezygnowała ze szkoły. Pobrali się 24 stycznia 1927 w synagodze w Warszawie ("pod baldachimem z ciemnoczerwonego adamaszku"). Wat dedykował żonie w prezencie ślubnym tom opowiadań Bezrobotny Lucyfer (1927). Pracowała jako sekretarka w redakcji "Miesięcznika Literackiego". 23 lipca 1931 roku urodził się jej jedyny syn Andrzej (późniejszy historyk sztuki).
We wrześniu 1931 roku Aleksander Wat został po raz pierwszy aresztowany pod zarzutem działalności komunistycznej. Do wybuchu wojny Watowie mieszkali w Warszawie, we wrześniu 1939 przedostali się do Lwowa. Tu 24 stycznia 1940 roku Wat został aresztowany przez NKWD wraz z grupą pisarzy, m.in. Władysławem Broniewskim (tzw. prowokacja lwowska), a w nocy z 13 na 14 kwietnia deportowano Olę Watową z synem oraz inne żony aresztowanych. Po trzytygodniowej podróży bydlęcym wagonem dotarli do Kazachstanu. Watowa została osiedlona w Iwanowce koło miasteczka Żarmy. Wykonywała ciężkie prace fizyczne, m.in. przy przerabianiu nawozu na kostki opałowe i przy wypalaniu cegieł. W roku 1941 po "amnestii" dla Polaków zamieszkała w kołchozie Antonówka koło Czimkentu. Z mężem odnaleźli się w początkach roku 1942 w Kazachstanie. Do Polski pozwolono im wyjechać dopiero cztery lata później, dotarli do Warszawy w kwietniu 1946 roku.
Wyjechali z kraju latem 1959 roku (poeta otrzymał stypendium Forda), mieszkali w południowej Francji, we Włoszech, potem w Paryżu. W roku 1963 uzyskali status bezpaństwowców. Od grudnia 1963 do połowy roku 1965 mieszkali w Kalifornii, dokąd Wat został zaproszony przez ośrodek badań slawistycznych i wschodnioeuropejskich w Berkeley.
Jan Lechoń mawiał o Oli Watowej, że była najpiękniejszą kobietą w przedwojennej Warszawie; Majakowski (jak zaobserwowała Janina Broniewska) wodził za nią zachwyconym wzrokiem w warszawskim mieszkaniu Watów; Wojciech Karpiński tak zapamiętał pierwsze spotkanie w powojennym Paryżu: "siedziała na krześle żona poety, Ola Watowa, krucha, piękna, o ujmującym uśmiechu. Jej smukłą szyję zdobił sznur pereł" (Książki zbójeckie, Londyn 1988).
Wat dedykował żonie kilka wierszy a także ostatni przygotowany przez siebie do druku tom poezji Ciemne świecidło (1968).
Jest autorką wspomnieniowej książki Wszystko co najważniejsze (więcej...), która powstała jako spisany z taśmy magnetofonowej zapis rozmów, a następnie została przekształcona w monolog. W autoryzowanych przekładach rzecz ta ukazuje się pod zmienionym tytułem: Drugi cień. Autorka żyła w cieniu swego męża, znanego poety, dla którego poświęciła własną karierę aktorską i któremu towarzyszyła w dobrych i złych latach aż do jego samobójczej śmierci (1967), a i potem poświęciła się jego dziełu. Ale jej wspomnienia mają wartość samoistną, świadczą o talencie literackim autorki, o jej odrębnym stylu, trzeźwym i precyzyjnym spojrzeniu a zarazem o umiejętności budzenia w czytelniku wzruszenia.
Na podstawie tej książki Dżamila Ankiewicz napisała scenariusz, według którego Robert Gliński nakręcił nagrodzony na XVII festiwalu polskich filmów fabularnych w Gdyni film Wszystko co najważniejsze (1992). Olę Watową zagrała w nim Ewa Skibińska.
W 2009 roku Zeszyty Literackie wydały korespondencję Oli Watowej z Czesławem Miłoszem. Listy te są świadectwem wieloletnich zmagań o zachowanie, odczytanie i opublikowanie obszernego, pozostającego w rękopisach i w formie nagrań magnetofonowych, dorobku poety. Początkiem tych zmagań była, jeszcze podczas pobytu Watów w Ameryce, dramatyczna scena w samochodzie: "Miłosz prowadził, ona siedziała z tyłu. Zarzuciła mu ręce na szyję mówiąc, że jeśli nie podejmie się nagrań, Wat umrze" (Renata Gorczyńska, Jestem z Wilna i inne adresy, Kraków 2003).
W lutym 1985 roku w krótkiej przedmowie do pośmiertnego wydania tomu szkiców Wata pt. Świat na haku i pod kluczem Ola Watowa wyznawała:
"Przepisując całą spuściznę Aleksandra Wata, już od pierwszych chwil zdałam sobie sprawę, że w tych - przeważnie niedopracowanych i często niedokończonych - tekstach [...] żyje Jego myśl. Wyraża w nich swój stosunek do wielu zjawisk i zagadnień: literackich, politycznych, społecznych, religijnych, filozoficznych itd., więc powinnam tę myśl ratować. Że w istocie ta spuścizna - spoczywająca już od osiemnastu lat w archiwum - należy nie tylko do mnie, ale przede wszystkim do kultury polskiej."
Książki własne:
- Paszportyzacja, [Warszawa] 1981, Studencka Oficyna Wydawnicza "Sowa" [oraz kilka innych wydań "drugoobiegowych"]. Pierwodruk w czasopiśmie: "Zeszyty Historyczne" nr 21 (1972). Tekst ten został następnie włączony do tomu Wszystko co najważniejsze.
- Wszystko co najważniejsze, Londyn 1984, PULS Publications (z podtytułem: "Rozmowy z Jackiem Trznadlem"). Wydanie to miało dwa przedruki krajowe w "drugim obiegu" (1985). Od roku 1989 książka wydawana za granicą, a od 1990 w kraju (SW Czytelnik) w autoryzowanej wersji monologowej w opracowaniu Jana Zielińskiego.
Przekłady wspomnień:
- L'ombre seconde, Paris - Lausanne 1989, Éditions de Fallois / L'Age d'homme (tł. Christiane Giovannoni, przedmowa Marii Craipeau).
- Der zweite Schatten, Frankfurt am Main 1990, Verlag Neue Kritik (tł. Anna Leszczyńska).
Listy:
- Czesław Miłosz, Ola Watowa: Listy o tym, co najważniejsze Tom 1. Warszawa 2009, "Zeszyty Literackie" (opr. Barbara Toruńczyk).
Książki tłumaczone:
Autor: Jan Zieliński, październik 2009