Барнет скончалась после тяжелой продолжительной болезни.
Согласно желанию покойной публичного прощания не будет.
Барнет родилась 3 сентября 1951 года в семье актрисы Аллы Казанской и кинорежиссера Бориса Барнета. В 1972 году окончила Театральное училище имени Б. Щукина. После завершения учебы поступила в труппу МХАТа. 50 лет была одной из ведущих актрис театра, где сыграла множество ролей. Последние роли актрисы - бабушка Игоря в "Доме" Сергея Пускепалиса и Арина Пантелеймоновна в "Женитьбе" Игоря Золотовицкого.
Также Ольга Барнет играла в Театре Олега Табакова - в спектаклях Константина Богомолова "Безумный день, или Женитьба Фигаро", "Чайка", "Год, когда я не родился", Карбаускиса "Дядя Ваня" и "Похождение…".
Актриса сыграла роль матери главного героя в фильме Андрея Тарковского "Солярис" .