После смерти Игоря в силу малолетства его сына Святослава реальная власть оказалась в руках вдовы Игоря княгини Ольги. Древляне отправили к ней посольство, предложившее ей стать женой своего князя Мала. Однако Ольга казнила послов, собрала войско и в 946 году начала осаду Искоростеня, которая закончилась его сожжением и покорением древлян киевским князьям[23]. «Повесть временных лет» описала не только их покорение, но и предшествующую этому месть со стороны киевской правительницы. Ольга обложила древлян большой данью[25].

В 947 году она предприняла поездку в Новгородскую землю, где вместо прежнего полюдья ввела систему оброков и даней, которые местные жители должны были сами свозить в станы и погосты, передавая специально назначенным людям — тиунам. Таким образом был введён новый способ взимания дани с подданных киевских князей[25].

Она стала первым правителем Древнерусского государства, официально принявшим христианство византийского обряда[26] (по наиболее аргументированной версии, в 957, хотя предлагаются и другие даты). В 957 году Ольга с большим посольством нанесла официальный визит в Константинополь, известный по описанию придворных церемоний императором Константином Багрянородным в сочинении «Церемонии», причём её сопровождал священник Григорий[27]. Император именует Ольгу правителем (архонтиссой) Руси, имя её сына Святослава (в перечислении свиты указаны «люди Святослава») упоминается без титула. Ольга добивалась крещения и признания Византией Руси как равной христианской империи. При крещении она получила имя Елена. Однако, по мнению ряда историков, о союзе удалось договориться не сразу[28]. В 959 году Ольга приняла греческое посольство, но отказалась послать в помощь Византии войско. В том же году она отправила послов к германскому императору Оттону I с просьбой прислать епископов и священников и учредить церковь на Руси. Эта попытка сыграть на противоречиях между Византией и Германией оказалась успешной, Константинополь пошёл на уступки, заключив взаимовыгодный договор, а германское посольство во главе с епископом Адальбертом вернулось назад ни с чем. В 960 году в помощь грекам отправилось русское войско, воевавшее на Крите против арабов под руководством будущего императора Никифора Фоки[29][30].

Монах Иаков в сочинении XI века «Память и похвала князю рускому Володимеру» сообщает точную дату смерти Ольги: 11 июля 969 года.