Gimimo data nustatyta pagal Anykščių parapijos krikšto metrikų įrašą, kitų šaltinių duomenimis – 1883 m. rugsėjo 9 d.

Tėvai: Gustavas Brazauskas (1841–1906) – dvarininkas bajoras, visuomenininkas, ir Jadvyga Mikalauskaitė (Jadwiga Michalowska)-Brazauskienė (Brzozowska) (1845–1915) – dvarininkė bajorė, sukilėlių rėmėja.

Augo 8 vaikų šeimoje su trim broliais ir keturiom seserimis, seserys ir broliai: Kazimiera Paulina Brazauskaitė-Bakševičienė (1869–1951) – emigrantė Lenkijoje, Stanislovas Aleksandras Brazauskas (1870–1941) – žemdirbys ūkininkas, 1941 m. tremtinys, miręs pakeliui į Sibirą, Bogdanas Brazauskas (Bohdan Brzozowski) (1871–1950) – žemdirbys ūkininkas, Šlavėnų dvaro paveldėtojas, Bronislava Jadvyga Brazauskaitė-Karosienė (1872–1918) – ūkininkė, inžinieriaus Klemenso Karoso žmona, Henrikas Teofilis Brazauskas (1874–1952) – emigrantas Lenkijoje, Jadvyga Stefanija Brazauskaitė-Vaišvilienė (1877–1916) – žemdirbė ūkininkė ir Antanina Halina Brazauskaitė-Mingailienė (Mingajllo) (1885–1943) – žemdirbė ūkininkė, pusbrolio (tėvo sesers sūnaus) Leono Mingailos žmona. Dukterėčia (sesers duktė) Elena Karosaitė-Gimbutienė (1894–1982) – mokslininkė agronomė, pusseserė (tėvo sesers duktė) Vanda Mingailaitė-Tumėnienė (1880–1978) – gydytoja pediatrė.

1883 m. sausio 29 d. Anykščių bažnyčioje ją pakrikštijo vikaras Pranciškus Ubartas, krikštatėviai buvo dvarininkai bajorai Liudvikas Biberšteinas-Charmanskis ir Ona Narbutienė, Eduardo Narbuto žmona.

Baigė Kauno mergaičių gimnaziją ir Maskvos (Rusija) aukštesniųjų kursų fizikos-matematikos fakulteto gamtos skyrių.

O. Brazauskaitė buvo viena iš Lietuvos moterų susivienijimo steigėjų 1905 m. rugsėjo 22–23 dienomis Vilniuje. Šio susivienijimo įgaliota 1905 m. ji dalyvavo visos Rusijos moterų suvažiavime.

1905 m. gruodžio 4–5 dienomis O. Brazauskaitė buvo Didžiojo Vilniaus Seimo atstovė. Po Seimo, 1905 m. gruodį, kartu su kitomis Lietuvos moterų susivienijimo aktyvistėmis ji suorganizavo Lietuvos moterų sodiečių susirinkimą, kuris vyko Okuličių dvare Latavėnuose (Anykščių r.). Šio susirinkimo dalyvės pritarė O. Brazauskaitės kvietimui kurti moterų draugiją ir visoms kovoti už žmogaus teises, prieš caro valdžią, už lygiateisiškumą ir vaikų mokymą lietuvių kalba.

1905–1907 m. ji buvo viena iš moterų judėjimo lyderių, parengė 1907 m. rugsėjo 27–28 dienomis Kaune vykusį I lietuvių moterų suvažiavime, aktyviai dalyvavo jame ir po to Vilniuje įsteigtoje Lietuvos moterų sąjungoje.

1911–1914 m. ji dirbo Vilniaus gimnazijoje mokytoja.

Pirmojo pasaulinio karo metu O. Brazauskaitė-Mašiotienė gyveno Maskvoje (Rusija). Studijuodama jis susidomėjo moterų sąjūdžiu Vakaruose, ypač Anglijoje.

1917 m. kovo 6 d. Maskvoje ji įkūrė Lietuvos moterų laisvės sąjungą ir jai pirmininkavo. Taip pat ji buvo viena iš Lietuvos tautos fondo steigėjų. 1917 m. Sankt Peterburgo (Rusija) Seime ji atstovavo Lietuvos moterų laisvės sąjungai.

1918 m. grįžusi į Lietuvą, Vilniuje suorganizavo ir vadovavo lietuviškai mergaičių gimnazijai ir suaugusiųjų vakariniams kursams.

Atsikuriant Lietuvos valstybei, 1918 m. O. Mašiotienė įsteigė moterų komitetą Lietuvos kariuomenei remti ir jam pirmininkavo. 1919 m. sausio 20 d. ji buvo išrinkta į Lietuvos moterų sąjungos Vilniuje valdybą ir 1919 m. balandžio 22 d. – į Laikinąjį Vilniaus lietuvių komitetą.

1921 m. ji, kaip Lietuvos moterų sąjungos valdybos narė, buvo išrinkta į Utenos apskrities tarybą, dirbo jos Švietimo komisijoje. Nuo 1922 m. ji buvo Lietuvos moterų sąjungos valdybos narė, atsakinga už šios sąjungos skyrių kūrimą Anykščiuose ir apylinkėse.

Nuo 1923 m. O. Mašiotienė buvo Anykščių valsčiaus valdybos sudarytos komisijos gatvių pavadinimams parinkti narė (kartu su Jonu Puodžiūnu, Antanu Žukausku ir Petru Valiukoniu).

Nuo 1928 m. O. Mašiotienė dirbo Kauno 2-osios vidurinės mokyklos vedėja.

1929 m. jos iniciatyva įkurta Lietuvos moterų taryba, O. Mašiotienė 1929 m. vasario 17 d. buvo išrinkta jos valdybos nare ir pirmininke, vadovavo šiai tarybai iki 1934 m. Ji buvo laikoma liberaliosios Lietuvos moterų judėjimo srovės lydere. 

O. Mašiotienei pirmininkaujant Lietuvos moterų tarybai, ji įgijo tarptautinį pripažinimą ir buvo priimta į Tarptautinę moterų tarybą. O. Mašiotienė aktyviai dalyvavo tarptautiniuose moterų renginiuose, juose keldama Lietuvos moterims opius klausimus. Tarptautiniame moterų kongrese Londone (Didžioji Britanija, 1929 m.) jos dėka tarptautiniu mastu buvo iškelta Vilniaus, atkirsto nuo Lietuvos, politinė problema.

1933 m. O. Mašiotienė įvedė Kauno radiofone radijo valandėlę, skirtą moterims, ir jai vadovavo. Be to, ji aktyviai veikė Vytauto Didžiojo komitete, "Pieno lašo" draugijos vadovybėje, "Moterų seklyčioje" ir kitose organizacijose.

O. Mašiotienė bendradarbiavo "Lietuvos žiniose", "Lietuvos Aide", "Žibutėje", "Santaroje", "Moteryje", "Pasaulyje" ir kituose leidiniuose. Nuo 1933 m. ji buvo laikraščio "Namai" redaktorė.

Nuo 1930 m. ji valdė Mašiotų šeimai atitekusį Brazauskų Šlavėnų dvarą, kol 1940 m. jis buvo sovietinės valdžios nacionalizuotas. Senatvėje, netekusi ir buto Kaune, skurdžiai gyveno gimtuosiuose Šlavėnuose ir vertėsi žemės ūkiu, žiemas praleisdama Kaune.

O. Mašiotienė parašė ir išleido studiją "Moterų politinis ir valstybiniai-tautiškas darbas 1907–1937 m." (1938 m.).

Už nuopelnus ji buvo apdovanota Didžiojo Lietuvos kunigaikščio Gedimino III laipsnio ordinu (1930 m.) ir Vytauto Didžiojo ordino I laipsnio medaliu.

Amžininkų prisiminimuose išliko kaip visuomet pasitempusi, ori ir išdidi moteris, gabi oratorė ir pedagogė.

Susituokė 1907 m. lapkritį Anykščių bažnyčioje, vyras Jonas Justinas Mašiotas (1874–1947) – matematikas, inžinierius, valstybės tarnautojas, rašytojo Prano Mašioto (1863–1940) brolis. Liko našlė. Duktė Ona Janina Mašiotaitė-Jakutienė (1909–1988) – emigrantė Australijoje. Anūkė Rasa Jakutytė-Lipšienė (1937–2010) – emigrantė Australijoje, visuomenininkė.
 
Mirė 1949 m. gruodžio 29 d. Kaune. Palaidota Kauno Petrašiūnų kapinėse (14 kvartalas, 11 eilė, 22 kapas) šalia vyro ir jo giminių. Kapą ženklina pilko akmens antkapinis paminklas su iškaltu įrašu: "Stasė Kudirkienė 1913–1989 / Jonas Kudirka 1904–1986 / Jonas Mašiotas 1874–1947 / Ona Mašiotienė 1883–1949 / Domicelė Kudirkienė-Mašiotaitė / 1879–1962".

O. Mašiotienės gyvenimas ir veikla pristatomi Benjamino Kaluškevičiaus ir Kazio Misiaus žinyno "Lietuvos knygnešiai ir daraktoriai 1864–1904" 2-ojoje knygoje (2014 m.).