Nacida el 2 de mayo (19 de abril) de 1917 en la ciudad de Kuybyshev (ahora Samara), de una familia de clase trabajadora, de origen étnico tártaro. A mediados de la década de 1930, la familia se mudó a la ciudad de Novyy Urgench de la RSS de Uzbekistán, donde Olga se graduó de 9 grado, más tarde se mudaría a Moscú donde trabajó en una fábrica y al mismo tiempo asistir a la escuela de vuelo en Kolomna, Óblast de Moscú. Después de graduarse en la escuela de vuelo, trabajó en la Oficina de Ambulancia Aérea en Moscú, se trasladó a Tatarsk, Óblast de Novosibirsk en 1940 para entrenar a pilotos de la 78º Escuadrilla de Entrenamiento de la Administración de Aviación Civil de Siberia Occidental (78-й учебной эскадрилье Западно-Сибирского управления гражданской авиации). Vivió y trabajó en la capital de Uzbekistán, Tashkent.
En la movilización del Comité Central del Komsomol, cinco pilotos de la 78º Escuadrilla de Entrenamiento fueron adscritos a la comandante Marina Mikhaylovna Raskova (Марина Михайловна Раскова).
En el Ejército Rojo desde Diciembre de 1941, en otros documentos, el 11 de diciembre de 1941. En el frente desde Mayo de 1942, en otros documentos, el 27 de mayo de 1942 y 12 de julio de 1942. Miembro del PCU(b)/PCUS desde 1942.
Sanfirova se unió a la Fuerza Aérea alentada por Marina Mikhaylovna Raskova (Марина Михайловна Раскова). Entrenó en la Escuela Militar de Aviación de Engels y, después de graduarse en la Escuela de Aviación Militar de Pilotos de Bataysk en 1942, se unió al 588º Regimiento de Aviación de Bombardeo Ligero Nocturno (588-й ночной легкобомбардировочный авиационный полк) (apodados "Brujas de la Noche" por sus oponentes alemanes), que pasó a llamarse 46º Regimiento de Aviación de Bombardeo Nocturno de la Guardia Tamanskiy, Bandera Roja y Orden de Suvorov de 3º Clase (46-й гвардейский ночной бомбардировочный авиационный Таманский Краснознамённый и ордена Суворова III степени полк) en Febrero de 1943.
Olga Sanfirova regresó al regimiento en Olginskaya. Durante un vuelo de entrenamiento con Zoya Ivanovna Parfonova (Зоя Ивановна Парфёнова) en Engels, donde volaba como piloto al mando, el avión chocó con líneas de alta tensión y dañó la aeronave. Un tribunal de Engels la condenó a diez años de prisión, pero esa decisión se enmendó más tarde y se le pidió que se uniera al Regimiento de Bombarderos Nocturnos para expiar por dañar el avión. Ella regreso al regimiento. Le transfirieron a Rufina Sergeyevna Gasheva (Руфина Сергеевна Гашева) como navegadora, a Irina Fodorovna Sebrova (Ирина Фёдоровна Себрова) tuvieron que nombrarle a otra navegadora.
Ella escalo a través de los rangos de comandante de enlace a comandante adjunto antes de alcanzar el rango de comandante de escuadrilla. Habiendo participado en campañas de bombardeos contra las fuerzas alemanas en el norte del Cáucaso, Crimea, Novorossiysk-Taman, Kerch-Eltigen y Bielorrusia, fue galardonada con la Orden de la Bandera Roja y la Orden de la Guerra Patria 1º Clase por su servicio.
Comandante de escuadrilla del 46º Regimiento de Aviación de Bombardeo Nocturno de la Guardia Tamanskiy, Bandera Roja y Orden de Suvorov de 3º Clase (46-й гвардейский ночной бомбардировочный авиационный Таманский Краснознамённый и ордена Суворова III степени полк)/325º División de Aviación de Bombardeo Nocturno Osovetskaya, Bandera Roja y Orden de Suvorov de 2º Clase (325-я бомбардировочная авиационная Осовецкая Краснознамённая, ордена Суворова II степени дивизия)/4º Ejército Aéreo (4-я воздушная армия)/2º Frente Bielorruso (2-й Белорусский фронт) y en el Frente del Cáucaso Norte (Северо-Кавказский фронт), Gvardii kapitan Sanfirova O.A., realizó 630 misiones de combate nocturnas, con 875 horas de vuelo en combate, lanzando 77 toneladas de bombas en territorio controlado por el enemigo; destruyendo un almacén, dos pelotones nazis, dos puntos de artillería, dos cruces, cinco autos, tres puntos de ametralladora, causado un total de 78 incendios, tres torretas y dos ferries. Con el apoyo de unidades paracaidistas en la cabeza de puente de Eltigen, se lanzaron 25 bolsas de municiones y alimentos. Su escuadrilla realizo un total de 3.270 incursiones en la guerra.
El 1 de mayo de 1943, tras su tercera salida, volaba su bombardero biplano Polikarpov Po-2 junto a su navegante Rufina Sergeyevna Gasheva (Руфина Сергеевна Гашева), quienes fueron derribadas por un caza alemán sobre las líneas soviéticas en Crimea, Olga logró aterrizar la maquina, pero en territorio enemigo y abandonaron el avión. Durante dos días cruzaron la línea del frente. Se salvaron por el hecho de que no estaban lejos los pantanos: el pantano y las cañas, en ellos se escondían de los alemanes. Encontraron estos pantanos en un croar de ranas. En el cumpleaños de Sanfirov, el 2 de mayo, Rufina le regaló cuatro semillas de girasol, que estaban en su bolsillo. Caminaron por la noche, vieron volar a los bombarderos biplanos Polikarpov Po-2, y durante el día observaron batallas aéreas y se alegraron por camaradas pilotos. Al amanecer del 3 de mayo, llegaron a las posiciones avanzadas de artillería soviética. Fueron cálidamente recibidos, alimentados y las ayudaron a llegar al regimiento. En la noche del día 4 volaron nuevamente en una misión.
La valiente piloto murió heroicamente el 13 de diciembre de 1944 en Pułtusk, al regresar de una misión de combate para destruir las posiciones enemigas en el área de la aldea de Domaslav en Polonia. La maquina fue incendiada y derribada durante los vuelos en Polonia, en el área de Naselsk, cayendo sobre un campo minado. Olga y Rufina Sergeyevna Gasheva (Руфина Сергеевна Гашева) (navegante), saltaron en paracaídas cayendo en tierra de nadie. Normalmente, la escuadrilla no equipaba paracaídas para ahorrar peso, pero en esa misión tenían paracaídas disponibles. Olga Sanfirova cayo sobre una mina anti-personal muriendo instantáneamente y Rufina cargo a su camarada en sus brazos. Fue enterrada en una fosa común en la ciudad de Grodno, RSS de Bielorrusia. Gasheva sobrevivió y sirvió como navegadora con Nadezhda Vasilyevna Popova (Надежда Васильевна Попова).
Sanfirova recibió póstumamente el título de Héroe de la Unión Soviética por decreto del Soviet Supremo de la URSS el 23 de febrero de 1945 por "para el cumplimiento ejemplar de las misiones de combate ordenadas en la batalla contra los invasores alemanes, el coraje y el heroísmo en general mostrado". Junto con el título Héroe de la Unión Soviética, también recibió la Orden de Lenin, la Orden de Alexander Nevsky y la Medalla "Por la Defensa del Cáucaso".
La lista de premios, firmada por Konstantin Konstantinovich Rokossovskiy (Константин Константинович Рокоссовский), decía: "Gvardii kapitan Sanfirova en las batallas por la Patria, realizó 630 salidas con 875 horas de vuelo en combate. La tripulación arrojó 77 toneladas de bombas sobre el enemigo".
Premios
★Orden de la Bandera Roja (27.04.1943, №35, fechas de hazaña: 04.11.1942-05.11.1942, 11.12.1942-12.12.1942, 21.02.1943-22.02.1943, 08.04.1943-09.04.1943) — Gvardii mladshiy leytenant
★Orden de la Guerra Patria 1º Clase (22.10.1943, №87, fechas de hazaña: 09.06.1943-10.06.1943, 23.07.1943-24.07.1943, 12.09.1943-13.09.1943, 18.09.1943-19.09.1943, 24.09.1943-25.09.1943, 27.09.1943-28.09.1943, 03.10.1943-04.10.1943) — Gvardii leytenant
★Orden de Alexander Nevsky (26.04.1944, №13, fechas de hazaña: 29.10.1943-30.10.1943, 22.01.1944-23.01.1944, 29.01.1944-30.01.1944, 11.03.1944-13.03.1944) — Gvardii starshiy leytenant
★Medalla "Por la Defensa del Cáucaso" (21.10.1944, №1721) — Gvardii starshiy leytenant, en otro documento el 20.10.1944.
★Héroe de la Unión Soviética, Orden de Lenin y Medalla de la Estrella de Oro (23.02.1945, fechas de hazaña: 04.11.1942-05.11.1942, 11.12.1942-12.12.1942, 08.04.1943-09.04.1943, 12.09.1943-13.09.1943, 03.10.1943-04.10.1943, 29.01.1944-30.01.1944, 11.03.1944-12.03.1944, 25.04.1944-26.04.1944, 08.05.1944-09.05.1944, 12.12.1944-13.12.1944) — Gvardii kapitan
Memoria ★Hay una calle con su nombre en Samara, así como estatuas de ella en el instituto de aviación Kolomna donde estudió, en Grodno y en Samara. ★Monumento a la heroína, se instala en la intersección de las calles Revolyutsionnaya y Aerodromnaya, en un jardín público cerca de la Casa de la Juventud de Samara. Arquitecto - Yu. I. Musatov (Ю. И. Мусатов), escultor - A. S. Golovnin (А. С. Головнин). ★El busto de O. A. Sanfirova se instaló en la ciudad de Kolomna, y una placa conmemorativa en el edificio del club de vuelo.