20-летняя невеста была хороша собой: черные кудри, большие сверкающие глаза, смуглая кожа. Южный тип красоты достался старшей дочери саратовского врача от бабушки-итальянки, которую привез из заграничного похода дед — герой Отечественной войны 1812 года генерал-лейтенант Кирилл Казачковский. Образования Ольга почти не получила, хоть и была дворянской девицей. Но Николая Чернышевского привлекли ее бойкость, инициативность, смелость, он находил ее красавицей и умницей. 

Постепенно и Ольга Сократовна сумела оценить редкие душевные качества супруга. Также она пришла к выводу, что Николай Гаврилович ни о чем житейском понятия не имеет, и взяла на себя устройство быта семьи и позже — воспитание сыновей. Но главное, Ольга Сократовна сохраняла верность браку в течение 20 лет, когда писатель был в сибирской ссылке. С младшим сыном ездила к мужу на Кадаинский рудник и выражала желание переехать к нему в Вилюйск. 

После возвращения мужа из ссылки Чернышевская окружила его заботой и вниманием — была первым помощником, оберегала от нежелательных посетителей, пеклась о комфорте. Примерно за год до смерти Чернышевский писал жене: «Твои качества поддерживали мою веру в разумность и благородство людей». Она оставалась с Николаем Чернышевским до последнего часа его жизни. 

В 1918 году в возрасте 85 лет Ольга Сократовна умерла и была похоронена на мемориальном участке семьи Чернышевских на Воскресенском кладбище Саратова. Хотя Ольга Чернышевская не дожила до создания музея, она сделала очень важное дело для сохранения памяти о писателе-революционере — отличительной чертой коллекции вещей Н. Г. Чернышевского стали ее пояснительные записки. На их основе музей сформировал легенды о происхождении экспонатов.