Groothertogin Olga Nikolajevna van Rusland (Olga Nikolajevna Romanova) (Russisch: Великая Княжна Ольга Николаевна; 15 november [O.S. 3 november 1895, 16 november na 1900 - 17 juli 1918) was de oudste dochter van tsaar Nicolaas II van Rusland, de laatste vorst van het keizerlijke Rusland, en zijn vrouw AleksandraFjodorovna.

Olga's toekomstige huwelijk was het onderwerp van veel speculaties in Rusland toen ze nog leefde. Er waren verhalen over wedstrijden met Groothertog Dmitri Pavlovich van Rusland, Kroonprins Carol van Roemenië, Edward, Prins van Wales, oudste zoon van George V van Groot-Brittannië, en met Kroonprins Alexander van Servië. Olga wilde met een Rus trouwen en in haar thuisland blijven. Tijdens de Eerste Wereldoorlog verpleegde Olga gewonde soldaten in een militair hospitaal tot ze zelf ziek werd. Daarna leidde ze administratieve taken in het ziekenhuis.

Olga werd samen met haar familie vermoord op 17 juli 1918 door de Bolsjewistische geheime politie. De Russisch-orthodoxe kerk heeft haar na haar dood heilig verklaard als een hartstochtelijke drager. Later beweerden veel mensen ten onrechte dat ze overlevende leden van de koninklijke familie waren. Een vrouw genaamd Marga Boodts beweerde Groothertogin Olga te zijn, maar ze werd niet serieus genomen. Historici geloven dat Olga samen met haar familie werd vermoord in Ekaterinburg. Haar overblijfselen werden geïdentificeerd door middel van DNA-testen. Ze werden begraven in een begrafenisplechtigheid in 1998 in de Petrus en Pauluskathedraal in Sint-Petersburg, samen met die van haar ouders en twee van haar zussen.