Родилась 18 апреля 1902 г. в Минске в семье преподавателя Духовной академии. В 1912 г. поступила в гимназию. В 1915 году после переезда семьи в Москву окончила школу, свободно владела французским и немецким языками. Затем поступила на работу, вступила в комсомол. Активно участвуя в работе комсомольской организации, стала секретарем Замоскворецкого РК комсомола. В 1920 г. вступила в партию большевиков. Этот шаг она совершила осознанно — она верила в то, что именно Ленин и руководимая им партия большевиков смогут создать общество равноправных лю-дей, навсегда покончат с расслоением на классы и эксплуатацией.
В Замоскворецком райкоме партии Ольга работала помощником 1-го секретаря райкома — Р.С. Землячки, ставшей ее наставником и другом. В годы работы в райкоме познакомилась с И.Ф.Тевосяном, который, учась в Горной академии, одновременно был секретарем партийной организации академии и зам. зав. отде-лом пропаганды и агитации райкома. Позже Ольга Александровна работала секретарем парткома, инструктором, зав.отделом пропа-ганды и агитации райкома, зав. культпросветотделом МГК партии, курируя театры, ансамбли ( ансамбль Моисеева), парки и пр.
Одновременно с партийной работой Ольга Хвалебнова поступает в институт им. Плеханова и заканчивает его по специальности «экономист текстильной промышленности».
В 1938 г после ареста секретаря МГК партии А.И.Угарова проводятся массовые аресты в московской партийной организации. Хвалебнову освобождают от должности и переводят в Московскую Промкооперацию заведующей орготделом, где она занимается развитием спорта, в частности, обществом «Спартак».
В 1939 году Генеральный секретарь Союза писателей Александр Фадеев рекомендует Ольгу Хвалебнову на выборную должность секретаря ССП. В начале Великой Отечественной войны Ольга Хвалебнова организовала и провела эвакуацию писателей. Сама же она в случае оккупации Москвы немцами должна была остаться в Москве на работе в подполье.
В 1942-49 гг. Хвалебнова — зам. зав. отделом пропаганды и агитации МГК партии и зав. Парткабинетом Московского городского и областного комитетов партии. Во время войны здесь выступали выдающиеся деятели Международного коммунистического движения, такие, как Вильгельм Пик, Клемент Готвальд, Долорес Ибаррури, Морис Торез. В 1949 г. О.А. Хвалебнова была избрана заместителем Председателя Правления Всесоюзного об-щества «Знание» и проработала на этой должности 20 лет. В сфе-ру ее деятельности входили народные университеты, междуна-родные связи, журнал «Наука и религия», а также Большой лекто-рий и Политехнический музей. Ольга Хвалебнова оставалась членом Правления Всесоюзного общества «Знание» до конца жизни.
С 1941 года, с момента основания Комитета Советских женщин О.А. Хвалебнова — заместитель Председателя. Ежедневно, по окончании основной работы, она ехала в Комитет и до глубокого вечера участвовала в его деятельности — разрабатывала документы, писала выступления, проводила дискуссии, встречалась с иностранными делегациями. Она сотрудничала с Долорес Ибар-рури, Эжени Котон, Ниной Поповой, Клод Вайян Кутюрье и дру-гими выдающимися представителями женского движения, будучи членом Бюро Всемирной Федерации женщин. Неоднократно вы-езжала с делегациями за рубеж. Принимала участие во всех меж-дународных женских конгрессах, а также в съездах в защиту мира. Являясь специалистом по США, возглавила первую делегацию и затем неоднократно выезжала в Америку, где совместно с вы-дающимися общественными деятелями, такими, как Элеонора Рузвельт, отстаивала права женщин, боролась за равноправие женщин разного цвета кожи. Ольга Хвалебнова оставалась членом президиума Комитета Советских женщин до последних лет жизни.
Избиралась членом Президиума Комитета защиты мира, депутатом районного и Московского Советов народных депутатов.
Заслуги Ольги Александровны Хвалебновой перед государством отмечены орденом Октябрьской Революции, тремя орденами Трудового Красного Знамени и многими медалями. Необычайная трудоспособность, высокая требовательность к себе, принципиальность, личная скромность, бескорыстное отношение к делу, чуткость к товарищам, обостренное чувство справедливо-сти снискали ей неизменное уважение и авторитет. Ее сослужив-цы отмечали, что она всегда проявляла большие организаторские способности, высокую ответственность, непримиримость к не-брежности и необязательности в работе.
В семье Ольги Александровны Хвалебновой и Ивана Федоровича Тевосяна росло двое детей. Сын Владимир — экономист. Дочь Розалия — архитектор, член Союза архитекторов России.
Ольга Александровна Хвалебнова умерла 7 октября 1982 года в Москве. Похоронена на Кунцевском кладбище.