Фамилия Олегова образована по стандартной русской патронимической модели от мужского имени Олег. Суффикс -ов указывает на принадлежность: Олегова буквально означает «дочь (или жена) Олега». В отличие от мужского варианта Олегов, женская форма фамилии исторически закрепилась за женщинами, но в современном русском языке она не склоняется по родам и передаётся по наследству.

Имя Олег — скандинавского происхождения, от древнескандинавского Helgi, что значит «священный» или «святой». В древнерусскую традицию оно вошло через варяжскую знать: достаточно вспомнить князя Олега Вещего, правившего в конце IX — начале X века. Несмотря на княжеское происхождение, имя довольно быстро распространилось среди всех слоёв населения, и к XVI–XVII векам крестьяне и посадские люди уже могли носить его.

Фамилия Олегова встречается реже, чем хотелось бы ожидать, — это не массовая крестьянская фамилия вроде Иванова или Петрова. Основная причина в том, что имя Олег до середины XX века не было широко распространено: в святцах его нет, а значит, крестили им нечасто. Массовую популярность имя получило лишь в советское время, когда родители стали выбирать имена по звучанию, а не по календарю. Соответственно, фамилия Олегов (и её женская форма) — в основном поздняя, сформировавшаяся уже после отмены крепостного права или даже в XX веке.

С точки зрения географии, фамилия Олегова тяготеет к центральным и северо-западным регионам России, но чёткой привязки к одной области нет. Встречается она и на Украине, и в Беларуси, но везде как редкая. Если искать однокоренные фамилии, то рядом стоят Олегов, Олегин, Олегович — все они образованы от того же имени, но с разными суффиксами.

Есть у фамилии и любопытная особенность: из-за того, что имя Олег ассоциируется с княжеским прошлым, некоторые носители ошибочно считают свою фамилию дворянской. На деле же никакого сословного барьера здесь нет: фамилия на -ов могла принадлежать и крестьянину, и мещанину, и священнику. Дворянские роды Олеговых в дореволюционных родословных книгах не зафиксированы.