También reunió una colección de insectos que enumeraría más adelante su marido.
Entonces Olga trabaja en el Museo Zoológico, donde conoció a su futuro esposo, Alexei Fedchenko que acababa de terminar sus estudios en ciencias naturales, donde se especializó en antropología y zoología.
Su marido mientras tanto se preparaba para una expedición al Turkestán, donde Olga fue nombrada botánica principal.
El Turquestán era una región muy poco estudiada y la joven pareja pasó tres años con un breve descanso.
Ella pintaba y dibujaba las comunidades que atravesaban, así como copias para su marido.
Un día, la expedición fue atacada por las tribus de montaña en la garganta, cerca del lago Kolon i-Kul, en Panjakent (hoy Tayikistán).
Olga Fédchenko curaba a los heridos y demostraba un gran dominio de sí misma.
Al mismo tiempo, Olga Fédchenko se ocupaba de sus colecciones de insectos y se correspondía con los estudiosos rusos y extranjeros, mientras bosquejaba los lugares visitados.
Envió a Moscú, raíces de Ferula moschata que fueron plantadas en el jardín botánico.
Alexei, por su parte, va a Chamonix para escalar el Monte Blanc.
Ese final trágico golpeó a la joven, pero decide reagruparse y continuar la obra de su marido.
La publicación estaría lista en dos años gracias a su energía y profesionalismo.
Comprendía un álbum de litografías Vues du Turkestan russe selon les dessins d'après nature d'O.A.
Como señal de atención y homenaje a su trabajo, el emperador Alejandro II de Rusia le envió un brazalete adornado con diamantes y rubíes.
Ella apoyó a su hijo que estudió ciencias naturales en la Universidad de Moscú, convirtiéndose en un distinguido botánico.
Durante veinticinco años, Olga Fédchenko, aclimató plantas decorativas, estudiándolas y organizándolas cuidadosamente.
Olga retornó dos veces a Turkestán: una en 1910, otra en 1915; de setenta años y su última expedición.
Participó en 1898 en la X Conferencia de naturalistas que se hizo en Kiev y continuó en Viena, Ginebra, París, Londres, Berlín.