Батько, Петро Якимович (1802-1860), був високоосвіченою людиною, мав літературний талант.
Мати, Єлизавета Іванівна Цяцька (1821-1895), дочка полтавського дворянина, звичайна хуторянська панна, що вміла читати, але «написати могла лише своє прізвище і ні слова більше», як стверджує її дочка Ольга.
Діти Драгоманових (Михайло, Іван, Варвара, Ольга, Єлена, Олександр) виростали серед дворових людей, у стихії українського слова, пісні, казки, національних обрядів.
Грамоти навчав батько за російськими підручниками; читали й вивчали напам'ять твори О. Пушкіна, М. Лєрмонтова, М. Гоголя — найулюбленіших письменників Петра Драгоманова.
У 9 років Олена Пчілка «дебютувала»перекладом уривку поеми М. Лєрмонтова «Мцирі», а вже згодом з любов'ю перекладала М. Гоголя й твори інших письменників з життя українців для своїх дітей.
На дев'ятому році життя постало питання про навчання Ольги. Батько посилав прохання до Полтавського інституту благородних дівчат, до Смольного інституту в Иетербурґ, але безрезультатно. У 1860 р. батько помер, і дальшою освітою Ольги опікувався брат Михайло. Він віддав сестру до Київського приватного пансіону Нельговської(1861), найсоліднішого навчального закладу того часу.
З 1867 року Олена Пчілка оселилася в Києві у брата, де познайомилася з родинами В. Антоновича, П. Житецького, М. Лисенка, М. Старицькоґо та ін. Там вона заприятелювала з Петром Косачем (1841-1909).
Із початком наукових фольклорно-етнографічних досліджень на Волині Олена Пчілка поринає в цю роботу: записує народні пісні, працює над розвідкою «Вислід про колядки волинські»та науковою роботою «Український орнамент». На початку 70-х років, після поїздки до брата Михайла за кордон, поринає в громадську роботу.
У1880 р. родина Косачів переїхала в Колодяжне, в маєток чоловіка. Пчілка пожвавлює свою літературну діяльність: дописує в часопис «Громадський друг»І. Франка та М. Павлика; разом з М. Старицьким готує і здійснює видання альманаху «Рада»(1883,1884), де вміщує вперше свої оригінальні поезії під псевдонімом Олена Пчілка; видає твори М. Гоголя у своєму перекладі: «Записки причинного», «Весняної ночі»(1880-1881); друкує «Сужена — не огужена!»— жарт на одну дію (1882). 31880 р. у львівському журналі «Зоря»регулярно друкуються поезії та оповідання Пчілки. У 1886 р. виходить збірка поезій «Думки-мережанки»(Київ). У наступному році разом з Наталею Кобринською Пчілка здійснює підготовку й видання альманаху «Перший вінок», включивши туди оповідання «Товаришки»та дві поезії.
Дитячі твори Олени Пчілки виходили окремими збірками впродовж ЗО років.
У січні 1905 р. письменниця у складі представницької делегації від України поїхала до Петербурґа з клопотанням про скасування заборон українського друку. Висновок учених Петербурзької АН був однозначний: українське населення повинно мати таке ж право, як і російське, говорити публічно і друкувати рідною мовою.
Українська преса бойкотувала Пчілку, російська оголосила її антисеміткою і висловила протест.
Початок нового століття був дуже трагічний: помер на 34 році життя її син Михайло (1903), через шість років — чоловік (1909), охолола на руках донька Леся (1913).
Під час революції Пчілка плідно працює в дитячій драматургії: створює «Дві п'єси для дитячого театру»(«Весняний ранок Тарасовий», «Казка зеленего Гаю»), оперу «Дві чарівниці»(1917), «Щасливий день Тарасика Кравченка»(1920), «Мир миром»(1921), «Киселик»(1921), «Кобзареві діти», «Без'язикий», «Боротьба»таін.
У грудні 1918 р. з приходом до влади Української Центральної Ради у Гадячі відбулося урочисте свято з нагоди присвоєння місцевій чоловічій гімназії імені М. Драгоманова, на якому письменниця виступила зі спогадами про брата.
Більшовиків письменниця не визнавала, не боялася публічно виступати, за що 1920 року була заарештована, але незабаром звільнена.
1924 р. Олена Пчілка знову переїжджає до Києва; працює в етнографічній, літературно-історичній, заходознавчій комісіях АН У PCP. Друкує етнографічні розвідки «Про легенди й пісні»(1926), «Малювання на стінах»(1926), «Спогадет про Михайла Драгоманова»(1926).
Восени 1929 p., коли по всій Україні прокотилася страшна руйнівна хвиля масових арештів у зв'язку з процесом так званої Спілки визволення України, до вісімдесятирічної письменниці прийшли агенти ГПУ з ордером «на право обыска и ареста». Але тяжкохвора жінка не могла вже встати.
4 жовтня 1930 р. Олена Пчілка померла. Похована в Києві на Байковому цвинтарі.
Основні твори: збірка поезій «Думки-мережанки», оповідання «Товаришки», «Дві п'єси для дитячого театру»(«Весняний ранок Тарасовий», «Казка зеленого Гаю»), опера «Дві чарівниці», «Щасливий день Тарасика Кравченка», «Мир миром», «Киселик», «Кобзареві діти», «Без'язикий», «Боротьба».