W 1891 roku Olga Protopopowa ukończyła permskie gimnazjum żeńskie ze specjalnością domowej nauczycielki matematyki. W kolejnych latach ukończyła kursy felczerskie, na których poznała Innę Smidowicz, siostrę rewolucjonisty Piotra Smidowicza. W 1894 roku wstąpiła do Sojuszu Walki o Wyzwolenie Klasy Robotniczej. W 1897 roku zorganizowała punkt felczerski na dworcu kolejowym w Czelabińsku. W tym samym roku wyszła za mąż za profesjonalnego działacza partyjnego Pantielejmona Nikołajewicza Lepieszynskiego i wyjechała z nim, by towarzyszyć mu w zesłaniu. Na zesłaniu również pracowała jako felczerka.
W 1898 roku wstąpiła do Socjaldemokratycznej Partii Robotniczej Rosji, po rozłamie w partii wstąpiła do frakcji bolszewickiej. W 1903 roku organizowała ucieczkę męża z zesłania i udała się z nim na emigrację do Szwajcarii, gdzie studiowała medycynę, ale i organizowała życie partyjne wśród rosyjskich emigrantów. W 1906 roku wróciła do Rosji, przez kolejne lata angażując się w tzw. robotę partyjną.