A inquietude pública pola guerra ruso-xaponesa de 1904-1905 e as demandas de reforma política aumentaron nos primeiros anos do século XX. Na Epifanía de 1905, unha banda de revolucionarios disparou balas reais contra o Palacio de Inverno desde a Fortaleza de Pedro e Paulo. Olga e a emperatriz viúva foron bombardeadas con fragmentos de vidro dunha ventá esmagada, pero non resultaron feridas. Tres semanas despois, no "Domingo Sangriento"
(), as tropas cosacas mataron polo menos 92 persoas durante unha manifestación, e un mes despois o tío de Olga, o Gran Duque Sergei Alexandrovich de Rusia, foi asasinado. Houbo rebelións en todo o país, e partes da armada amotináronse. Olga apoiou a nomeación do liberal Pyotr Stolypin como primeiro ministro, e embarcouse nun programa de reforma gradual, pero en 1911 foi asasinado. A agitación pública, a fuga de Michael e o matrimonio falso de Olga puxéronlle a tensión, e en 1912, mentres visitaba Inglaterra coa súa nai, sufriu un colapso nervioso. A tsarina Alexandra tamén estaba enferma de fatiga, preocupada pola mala saúde do seu fillo hemofílico, Alexei. Olga substituía á zarina en eventos públicos, e acompañou ao seu irmán nunha xira polo interior, mentres a zarina permanecía na casa.