Свята Олімпіада диякониса була дочкою сенатора Онисія Секунда та онукою по матері знаменитого єпарха Евлалія (згадується у повісті про чудеса святителя Миколая). До шлюбу з Онисим Секундом мати Олімпіади була одружена з вірменським царем Арсак і овдовіла. Коли свята Олімпіада була ще зовсім юною, батьки заручили її з благородним юнаком. Шлюб повинен був відбутися після досягнення святою Олімпіадою повноліття. Однак наречений невдовзі помер, а свята Олімпіада не побажала вступати в шлюб і вважала за краще невинне життя. Після смерті батьків вона залишилася спадкоємицею великого статку, який стала роздавати щедрою рукою усім нужденним: жебракам, сиротам, вдовам; посилала також великі кошти в церкви, монастирі, лікарні, притулки для вбогих та подорожніх.

Святий Патріарх Нектарій (381-397) призначив святу Олімпіаду дияконисою. Своє служіння блаженна проходила чесно і непорочно.

Багато допомагала свята Олімпіада приїжджаючим до Царгороду святителям Амфілохієві, єпископу Іконійському, Онисиму Понтійському, Григорієві Богослову, Петру Севастійському, братові Василя Великого, Епіфанієві Кіпрському, служачи всім з великою любов'ю. Маєток свій вона не вважала своїм, а Божим, і роздавала його не тільки добрим людям, але і своїм ворогам.  

Святитель Іван Златоуст († 407; пам'ять 13 листопада) високо цінував святу Олімпіаду і надавав їй свою прихильність і духовну любов. Коли ні в чому не винного Святителя несправедливо вигнали, свята Олімпіада разом з іншими дияконисами глибоко переживала це. Виходячи в останній раз з церкви, святитель Іван Златоуст покликав святу Олімпіаду і дияконис Пентаду, Проклію і Сальвину і сказав їм, що порушена проти нього справа, мабуть, приходить до кінця, і навряд чи вони ще побачать його. Він просив їх не залишати церкву і коритися єпископу, який буде призначений замість нього, бо Церква не може бути без єпископа. Святі жінки, обливаючись сльозами, впали перед Святителем.

Патріарх Олександрійський Феофіл (385-412), що колись неодноразово користувався щедрістю святої Олімпіади, ополчився проти неї за відданість Святителю Іванові та й за те, що вона прийняла і годувала ченців, що прийшли в Царгород, яких Патріарх Феофіл вигнав з єгипетської пустелі. Він зводив на неї несправедливі звинувачення і намагався зганьбити її святе життя.  

Після вигнання святителя Івана Златоуста загорілася соборна церква Святої Софії і слідом за нею вигоріла велика частина міста.

Всіх прихильників святителя Івана Златоуста стали підозрювати у підпалі і викликали на допит. Тоді ж постраждала і свята Олімпіада. Її викликали до суду, суворо допитували і, хоча не представили доказів, присудили її до сплати великої суми за підпал, в якому вона не була винна. Після цього свята покинула Царгород і відправилася до Кизику (на Мармуровому морі). Однак вороги не припинили своїх переслідувань: у 405 році її засудили на ув'язнення у Никомидії, де свята зазнала багато горя і поневірянь. Святитель Іван Златоуст зі свого вигнання писав їй, втішаючи в скорботі. В 409 році свята Олімпіада померла в ув'язненні.

Свята Олімпіада явилася уві сні Никомидійському єпископу і звеліла покласти тіло її в дерев'яний ковчег і кинути його в море: "Куди винесуть хвилі ковчег, там нехай буде поховано тіло моє", - сказала свята. Єпископ виконав веління святої Олімпіади. Ковчег прибило хвилями до місця, що зветься Врохти, поблизу Царгорода. Мешканці, сповіщені про це від Бога, вийшли на берег, взяли святі мощі блаженної Олімпіади і поклали їх у церкві святого апостола Фоми. Згодом під час набігів варварів церква була спалена, але мощі збереглися і при Патріархові Сергієві (610-638) були перенесені до Царгорода і покладені в дівочому монастирі, заснованому святою Олімпіадою. Від мощів її здійснювалися чудеса і подавалися зцілення.