Tėvai: Povilas Augustinas (1901–1983) iš Bebarzdžių ir Zofija Opanskytė-Augustinienė (1905–2005) iš Kuzmiškių – valstiečiai žemdirbiai. Brolis ir seserys: Elena Augustinaitė-Ilčiukienė (g. 1931 m.) – tarnautoja, Aloyzas Augustinas ( g. 1933 m.) – miškininkas ir Vitalija Augustinaitė-Tarulienė (g. 1945 m.) – buhalterė.

1944–1949 m. mokėsi Ivonių (Anykščių r.) pradinėje mokykloje, 1949–1950 m. – Debeikių (Anykščių r.) progimnazijoje, 1951–1956 m. baigė Utenos 1-ąją vidurinę mokyklą. 1956–1958 m. mokėsi Utenos medicinos felčerių mokykloje, įgijo medicinos sesers specialybę.

1958–1959 m. O. P. Augustinaitė dirbo Vilniaus Antakalnio klinikinėje ligoninėje medicinos seserimi.

1960–1966 m. ji studijavo Vilniaus universiteto Medicinos fakultete, įgijo kvėpavimo ligų gydytojos išsilavinimą.

1966–1969 m. O. P. Butkienė buvo Vilniaus tuberkuliozės ligoninės gydytoja ordinatorė. 1969–1983 m. ji dirbo Tuberkuliozės mokslinio tyrimo institute (Respublikinėje tuberkuliozės ir plaučių ligų ligoninėje) gydytoja ordinatore.

1977 m. Tuberkuliozės mokslinio tyrimo institute O. P. Butkienė apsigynė medicinos mokslų kandidatės disertaciją "Lietuvos TSR paauglių tuberkuliozės epidemiologiniai ypatumai", 1993 m. nostrifikuota biomedicinos mokslų, medicinos daktarė.

1983–2003 m., iki gyvenimo pabaigos, O. P. Butkienė dirbo Respublikinėje tuberkuliozės ir plaučių ligų ligoninėje Organizacinio metodinio skyriaus vedėja, buvo gydytoja ftiziatrė, nuo 1988 m. – vyriausioji mokslo darbuotoja.

Ji taip pat buvo Europos kvėpavimo ligų asociacijos (ERS) Lietuvos kvėpavimo ligų asociacijos narė, dalyvaudavo tarptautinėse konferencijose ir kongresuose.

Laisvalaikį skirdavo turizmui, kelionėms baidarėmis, domėjosi poezija.

Buvo susituokusi, vyras Juozapas Butkus (1939–2014) – mokslininkas gydytojas terapeutas. Duktė Jolanta Rūta Butkutė-Balevičienė (g. 1963 m.) – gydytoja, valstybės tarnautoja.

Mirė 2003 m. liepos 13 d. Vilniuje. Palaidota Vilniaus Sudervės kapinėse. Kapą ženklina tamsiai pilko šlifuoto akmens paminklas su išskobtu kryžiaus bareljefu ir iškaltu įrašu: "Butkai / Palmira 1938–2003 / Juozapas 1939–2014".

Savo žmonai atminti J. Butkus sudarė ir išleido memuarų rinktinę "Palmyra" (2013 m.).

O. P. Butkienės kilmė ir veikla pristatoma Aldonos Karkauskienės sudarytame genealoginės kraštotyros rinkinyje  "Gimtinė : mirę kaimai ir žmonių likimai : Apanskų giminės istorija" (2014 m.).