Медицинское образование получила в Киевском медицинском институте, который закончил в 1991 году. В 1991-1992 училась в интернатуре на кафедре инфекционных болезней НМУ имени А. А. Богомольца. В 1992-1993 работала врачом-инфекционистом инфекционного центра в 14-ой городской клинической больнице имени Октябрьской Революции г. Киева.
С 1993 года работает на кафедре инфекционных болезней НМУ имени А. А. Богомольца: 1993-2005 — ассистент 2005-2009 — доцент; с 2009 — заведующая кафедрой.
В 2002 году защитила диссертацию на соискание ученой степени «кандидат медицинских наук» на тему «Некардиальные осложнения дифтерии у взрослых» (научный руководитель — академик НАМН Украины, профессор Ж. И. Возианова). В 2009 году защитила диссертацию на соискание ученой степени доктора медицинских наук на тему «Возможности контроля за ходом и эффективностью лечения хронического гепатита С с помощью неинвазивных методов диагностики» (научный консультант — академик НАМН Украины, профессор Ж. И. Возианова). В 2014 году присвоено ученое звание «Профессор».
Является заместителем председателя экспертного совета по вопросам проведения экспертизы диссертационных работ по направлению «медицина» Министерства образования и науки Украины, заместителем Председателя Республиканской проблемной комиссии «Инфекционные и паразитарные болезни» МОЗ Украины, членом диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата/доктора медицинских наук при ГУ «Институт эпидемиологии и инфекционных болезней имени Л. В. Громашевского АМН Украины».
С 2012 года — главный редактор журнала «Клиническая инфектология и паразитология (международный научно-практический журнал)». Входит в редакционные коллегии медицинских журналов «Гепатология», «Практикующий врач», «Туберкулез, легочные болезни, ВИЧ-инфекция». Является членом Международной ассоциации медицины путешественников (International Society of Travel Medicine).
Является одним из главных основателей введения в Украине для ее граждан Государственной программы лечения больных вирусными гепатитами В и С, которая успешно выполняется с начала 2014 года. Также является одним из основателей внедрения в Украине плана Европейского Союза по отношению к элиминации вируса гепатита C в Европе.
Кафедра инфекционных болезней НМУ имени А. А. Богомольца, которую возглавляет О. А. Голубовская, является опорной для кафедр, преподающих учебную дисциплину «Инфекционные болезни» в додипломной подготовке специалистов по специальностям «Лечебное дело», «Педиатрия», «Медико-профилактическое дело », «Стоматология», «Медицинская психология» в высших медицинских учебных заведениях Украины.
В 2016 году награждена медалью Киевского Патриархата «За жертвенность и любовь к Украине».
24 января 2020 года введена в оперативный штаб по недопущению заноса и распространения на территории Украины случаев заболеваний, вызванных новым коронавирусом выявленным в городе Ухань (провинция Хубэй, Китай).
21 февраля 2020 года назначена членом временной рабочей группы по вопросам реформирования системы здравоохранения Украины.
24 апреля 2020 года награждена медалью ВТО «Орден» «Честь и служба» за самоотверженный труд в борьбе с пандемией коронавирусной болезни 2019.
16 июня 2020 награждена Орденом Украинской Православной Церкви святой равноапостольной княгини Ольги за заслуги перед УПЦ.
19 июня 2020 награждена государственной наградой Украины Орденом княгини Ольги III степени.
С 1.06 2020 года является членом рабочей группы по разработке протоколов оказания медицинской помощи больным коронавирусной болезнью (COVID-19).
С 2.07 2020 года входит в Медицинский совет при Министерстве здравоохранения Украины.
Основные направления научной деятельности: вопросы организации медицинской помощи больным инфекционными болезнями, проблемы вирусных гепатитов, дифтерии, гриппа, медицины путешествий и болезней путешественников, тропической медицины, нейроинфекций, ультразвуковой диагностики при инфекционных болезнях, ВИЧ-инфекции. Как заведующая кафедрой она много внимания уделяет разработке новейших принципов преподавания учебной дисциплины «инфекционные болезни». Голубовская О. А. является организатором и председателем оргкомитета многих научно-практических конференций с международным участием, активно участвует с докладами в мероприятиях ВОЗ, многочисленных научно-практических конференциях за пределами Украины.
Автор более 200 научных работ, из них — 3 учебника, 5 учебных пособий, научная монография «Малярия», 18 учебно-методических статей и тезисов, имеет 10 патентов, в том числе 1 патент Украины.
Подготовила 5 кандидатов медицинских наук.