ur. w 1968 w Grazu, kompozycji uczyła się w Konserwatorium Muzycznym w San Francisco (klasa kompozycji i teorii Elinor Armer, 1985–86), w wiedeńskiej Hochschule für Musik und darstellende Kunst (klasa kompozycji Ericha Urbannera oraz Instytut Elektroakustyczny, 1987–93), wreszcie w paryskim IRCAM u Tristana Muraila. Silny wpływ wywarły na nią także prywatne spotkania z Adrianą Hölszky oraz Luigim Nono. Podczas pobytu w San Francisco studiowała również malarstwo oraz film. Jej błyskotliwa międzynarodowa kariera rozpoczęła się w roku 1991, gdy jej dwie miniopery do tekstów Elfriede Jelinek wykonano na festiwalu Wiener Festwochen. W 1998 na Festiwalu w Salzburgu w ramach cyklu „Next Generation” odbyły się dwa koncerty monograficzne poświęcone jej muzyce. W kolejnym roku otrzymała niemal równocześnie trzy prestiżowe wyróżnienia: Nagrodę Fundacji Ernsta von Siemensa dla obiecujących twórców, Nagrodę im. Hindemitha Festiwali Muzycznych w Szlezwiku-Holsztynie i Nagrodę im. Ernsta Křeneka za dramat muzyczny Bählamms Fest wystawiony w ramach Wiener Festwochen. W 2000 Pierre Boulez zamówił u niej utwór Clinamen/ Nodus na tournée z Londyńską Orkiestrą Symfoniczną z okazji swojego siedemdziesiątego piątego jubileuszu. W latach 2000–01 była kompozytorką-rezydentką przy Królewskiej Flamandzkiej Orkiestrze Filharmonicznej (Belgia), a rok później, wraz z Pierre’em Boulezem, pełniła tę samą funkcję w ramach Festiwalu w Lucernie. Od 2006 jest członkinią Akademii Sztuk w Berlinie. W 2008 otrzymała Nagrodę Artystyczną Miasta Heidelberg, a w 2010, jako pierwsza kobieta w historii, Wielką Austriacką Nagrodę Państwową, a także Nagrodę im. Louisa Spohra miasta Brunszwik.
Olga Neuwirth często współpracuje z najwybitniejszą przedstawicielką współczesnej prozy austriackiej Elfriede Jelinek; owocem ich pracy są dwa słuchowiska i trzy opery. Opera Lost Highway (2003) z librettem Jelinek, oparta na filmie Davida Lyncha, zdobyła South Bank Show Award za przedstawienie English National Opera w 2008.
W 2012 Olga Neuwirth rezydowała w Nowym Jorku, gdzie skomponowała dwie opery: Wyrzutka według Hermanna Melville’a i American Lulu, nawiązującą do opery Albana Berga – jej premiera odbyła się w Berlinie, następnie wystawiono ją w Bregencji, Edynburgu, Londynie i Wiedniu. W 2016 Olga Neuwirth była kompozytorką-rezydentką na Festiwalu w Lucernie. Jej nowa opera Orlando według Virginii Woolf miała premierę w Operze Wiedeńskiej w grudniu 2019; Olga Neuwirth otrzymała to zamówienie jako pierwsza kobieta w 150-letniej historii tej instytucji, a pismo „Opernwelt” uznało premierę za wydarzenie roku. Prawykonanie nowego utworu na orkiestrę, kontratenora i chór dziecięcy Keyframes for a Hippogri – in memoriam Hester Diamond, zamówionego przez Filharmoników Nowojorskich, zostało opóźnione z powodu pandemii.
Nagrania dzieł Olgi Neuwirth ukazały się na płytach wytwórni Kairos i col legno. Kompozytorka mieszka i tworzy w Wiedniu.
Wybrane utwory (od 2000): Incidendo/Fluido na fortepian (2000), ana ptysix na orkiestrę (2000), Der Tod und das Mädchen II, muzyka baletowa na taśmę do tekstu Elfriede Jelinek (2000), The Long Rain na czworo solistów, cztery zespoły kameralne i elektronikę, utwór prezentowany wraz z projekcją filmu Michaela Kreihsla pod tym samym tytułem (2000), Construction in Space na czworo solistów, cztery zespoły kameralne i elektronikę (2000), ecstaloop na sopran, recytatora, sampler i zespół kameralny (2001), locus...doublure...solus na fortepian i orkiestrę (2001), Lost Highway (Zagubiona autostrada), opera do libretta Elfriede Jelinek i kompozytorki na podstawie scenariusza Davida Lyncha i Barry’ego Gifforda (2002–03, nowa wersja 2006), ...ce qui arrive... na dwa zespoły kameralne, sample i elektronikę do tekstów Paula Austera (2003–04), Zefiro aleggia... nell’in nito... na fagot i orkiestrę (2004), Tintarella di luna, pieśni na baryton i fortepian do tekstów Michelangela, Leopardiego i Safony (2005), spazio elastico na zespół (2005), ...miramondo multiplo... na trąbkę i orkiestrę (2006), Diagonal Symphony, muzyka do filmu Vikkinga Eggelinga na zespół i CD (2007), horizontal/vertikalna trąbkę, puzon, gitarę elektryczną, fortepian, dwie wiolonczele i perkusję (2007), Kloing! na pianistę, fortepian CEUS wspomagany komputerowo i wideo (2007), ...ich möchte den Himmel mit Händen fassen..., słuchowisko (2007), Lost Highway Suite na sześcioro solistów, zespół i elektronikę (2008), un posto nell’acqua na zespół (2009), III Kwartet smyczkowy „in the realms of the unreal” (2009), Addio... sognando na trąbkę i czterokanałową projekcję dźwięku (2009), Remnants of songs... An Amphigory na altówkę i orkiestrę (2009), L’Ève future remémorée, słuchowisko (2009), American Lulu, reinterpretacja opery Albana Berga (2006–11), The Outcast – Homage to Herman Melville, instalacja muzyczna – teatr muzyczny (2009–11), Kloing! and a songplay in 9 fits – Hommage à Klaus Nomi, teatr muzyczny (2011), Ishmaela’s White World na sopran i zespół (2012), Masaot/Clocks Without Hands na orkiestrę (2013), Weariness heals wounds I na altówkę (2014), Maudite soit la guerre, muzyka do filmu (2014), Eleanor na śpiewaczkę bluesową, zestaw perkusyjny, zespół i sample (2014–15), delle meraviglie na sześć zespołów rozmieszczonych przestrzennie, sample i elektronikę (2015), Trurliade–Zone Zero, koncert na perkusję i orkiestrę (2015–16), Trurl-Tichy-Tinkle na fortepian (2016), Aello – balet mécanomorphe na flet, dwie trąbki, smyczki, syntezator i maszynę do pisania (2016–17), Die Stadt ohne Juden, muzyka do odrestaurowanej wersji filmu z 1924 roku (2017), Quasare/Pulsare II na trio fortepianowe (2017), Hyper ne Splitting 008_Mediations on Jakob’s Ladder, muzyka do instalacji Hani Rashid i Lise Anne Couture (2017), Tinkle for P.Z., instalacja (2017).