W 1546 powróciła do domu, by zaopiekować się chorym ojcem, a po jego śmierci poświęciła się edukacji rodzeństwa (miała co najmniej 2 braci i 2 siostry). Po śmierci ojca zainteresowała się religią i zwróciła się w stronę protestantyzmu luterańskiego. Kiedy w 1548 wróciła na dwór w Ferrarze, małżeństwo Anny d'Este z Franciszkiem, księciem de Guise, katolikiem, doprowadziło ją jako protestantkę do izolacji. Spędzała czas na studiowaniu filozofii i korespondowała z Gasparo Sardi, który zadedykował jej swój tekst De Triplici Philosophia.
W połowie 1549 lub pod koniec 1550 poślubiła studenta medycyny i filozofii Andreasa Grundlera ze Schweinfurtu w Bawarii. W 1554 towarzyszyła mu w podróży do rodzinnego miasta, gdzie został mianowany lekarzem garnizonu wojsk hiszpańskich. Zabrała ze sobą ośmioletniego brata Emilio. Podczas pobytu w Niemczech Olimpia uczyła brata. Zajęła się lekturą pism reformacyjnych, a w swoim domu stworzyła spotkań religijnych liderów Schweinfurtu. W 1553 miasto przejął margrabia brandenburski Albert. Po oblężeniu przez protestantów margrabia zarządził ewakuację. Olimpia z mężem uciekli z miasta. W trakcie tych wydarzeń wiele jej pism zaginęło.