В годы Первой мировой войны Ольга Александровна работала сестрой милосердия в госпитале, а чуть позже, приобретя оперативный опыт, она стала начальницей госпиталя, который оборудовала на свои личные средства. Всё это было в согласии с её девизом «Быть, а не казаться».
Скромность Великой Княгини Ольги Александровны была просто невероятна для женщины её положения. Однажды Великая Княгиня посетила свой подшефный полк и, обходя окопы, оказалась под обстрелом австрийской артиллерии. В те времена от сестёр милосердия не требовалось быть так близко к линии боёв, и Великую Княгиню за храбрость наградили Георгиевской медалью. Великая Княгиня считала, что она ничего героического не сделала и сразу на вручении положила медаль в карман. Лишь по мольбам офицеров полка, уверявших её, что награждая Шефа полка, награждают и весь полк, она надела медаль.
Прошло семь лет с тех пор, как Великая Княгиня Ольга Александровна просила о разводе, и всё это время она терпеливо ждала, будучи уверена, что старший брат не забудет её просьбу. Наконец пришло извещение от Государя об аннулировании её брака с Принцем Петром Александровичем Ольденбургским, и 4-го ноября 1916 года в госпитальной церкви Великая Княгиня Ольга Александровна обвенчалась с любимым ею ротмистром Николаем Александровичем Куликовским. Ольга Александровна была так благодарна брату за свершившееся долгожданное счастье, что дала обет бесстрашно принять все испытания, которые могут встретиться в будущем на её жизненном пути.
После революции вдовствующая Императрица с обеими дочерьми и их семьями находилась в Крыму, где у Великой Княгини Ольги Александровны 12(25) августа 1917 года родился первенец. Он был крещён Тихоном.
В Крыму члены Императорской Фамилии жили пленниками и тяготились неизвестностью о судьбе Царской семьи и Великого Князя Михаила Александровича, питаясь неясными новостями, иногда доходившими до них. Фактически все Августейшие узники были приговорены к смерти. И только междоусобная борьба севастопольских и ялтинских «советов» за честь исполнения смертного приговора спасла им жизнь. Препирательство «советских» властей затянулось до прихода в Крым немцев.
В конце концов Английский король ГеоргV прислал за своей тётей военный корабль “Marlboro”.
Великая Княгиня Ольга Александровна и её супруг Николай Куликовский отказались тогда покинуть Россию и решили уехать на ещё свободную от большевиков Кубань, в станицу Новоминскую. Здесь весной 1919 года у них родился второй сын Гурий.
К этому времени Государь с семьёй, Великий Князь Михаил Александрович и 17 других членов Семьи Романовых были зверски убиты. В России из Царской Семьи осталась только Великая Княгиня Ольга Александровна. Она была очень популярна среди русских людей, так как молва широко разнесла по России её инициативу по сооружению больницы и школы в её бывшем имении «Ольгино» в Воронежской губернии; её искреннюю заботу о раненых солдатах и жертвенный труд в прифронтовых госпиталях во время войны. Возникла идея провозгласить её Императрицей. Идея эта широко поддерживалась монархическими кругами в Белой Армии. То, что она была замужем за «простым смертным», сенатор граф Гейден считал положительным фактором, принимая во внимание демократические веяния, вызванные революцией. Само собой разумеется, что не честолюбивая и очень скромная Великая Княгиня Ольга Александровна от такого предложения наотрез отказалась.
