После двух лет обучения в Ленинградском политехническом институте поступила в 1943 году на физический факультет Ленинградского государственного университета и окончила его в 1947 году. Сразу после окончания аспирантуры и защиты кандидатской диссертации, она, начиная с 1950 года, работает в НИИ физики ЛГУ сначала в должности младшего научного сотрудника, а затем с 1957 года – старшего научного сотрудника, непосредственно участвуя в решении атомной проблемы и изучении верхних слоев атмосферы Земли в связи с развитием космических исследований. С начала 60-х годов О. П. Бочкова работает сама и руководит исследованиями процессов возбуждения и формирования инверсной заселенности уровней в газовых лазерах.