Святая Олимпиада жила на стыке IV-V веков и происходила из знатной семьи сенатора Анисия Секунда. Ее мать была внучкой известного епарха Евлалия (упоминается в жизнеописании святого Николая), а также женой армянского императора Арсака, после смерти которого вышла замуж за Анисия.

В юности отец с матерью обручили юную дочь с неким дворянином, чья свадьба должна была произойти по достижении ею зрелости. Но жених скоропостижно скончался, и Олимпиада не захотела вступать во второй брак, предпочитая сохранить девство.

Когда умерли ее родители, девушка унаследовала огромное богатство. Олимпиада стала оказывать помощь неимущим: бедным, сиротам, вдовам. Щедро она жертвовала на монастыри, храмы и приюты. Большую помощь Олимпиада оказывала прибывавшим в Константинополь епископам и монахам. Святая полагала, что это богатство принадлежит не ее, а Богу, поэтому помимо добрых людей помогала и недругам.

Константинопольский Архиепископ Нектарий (381-397) поставил Олимпиаду в диакониссы. Свое служение при Соборе Святой Софии в Константинополе она несла безукоризненно.

Святитель Иоанн Златоуст, возглавлявший Константинопольскую кафедру в 397-404 годах, очень ценил святую, которая стала его сподвижницей. Когда архиепископа несправедливо изгнали из столицы, Олимпиада и другие диакониссы очень опечалились и переживали из-за этого. Покидая церковь, Иоанн Златоуст призвал дев и попросил продолжать служить с епископом, которого назначат его преемником.

Александрийский Патриарх Феофил, часто прибегавший к помощи святой Олимпиады, восстал против нее за верность Иоанну Златоусту, и пытался навредить ее духовному авторитету, ставя под сомнение ее праведную жизнь.

Когда при новом Константинопольском Архиепископе произошел поджег Софийского Собора, в результате чего значительно пострадала и сама столица, под подозрением оказались сторонники святителя Иоанна, которых вызвали на допрос. Тщательно допрашивали и святую Олимпиаду. Несмотря на невинность, ее оштрафовали на большую сумму.

После этого случая диаконисса оставила столичный град и поселилась в Кизике, что на побережье Мраморного моря. Но ее противники не успокоились, и в 405 году праведницу арестовали и приговорили к заключению в Никомидийской тюрьме, где она перенесла много бед и лишений. Олимпиаде из ссылки писал Иоанн Златоуст, утешая, духовно укрепляя и поддерживая исповедницу. В заточении она и отошла ко Господу в 409 году.

Явившись во сне местному архиерею, Олимпиада сказала положить ее тело в деревянный гроб и кинули в море.  Гроб прибился в районе Врокхи, близ Константинополя. Жители перенесли останки в храм апостола Фомы. Позже церковь сожгли напавшие варвары, однако мощи остались невредимыми. При Патриархе Сергии их поместили женский монастырь Константинополя, построенный самой Олимпиадой. От ее честных мощей происходило множество исцелений.

День памяти совершается 7 августа.