Nació en San Petersburto, pero se establecó en Francia con tan sólo nueve años. Después de un período dedicado a la pintura, se inició en la literatura con ensayos históricos y novelas. En 1953 obtuvo el Premio Femina por La piedra angular. Tanto la obra historiográfica como la novelística de Oldenbourg se centran en la Edad Media, de la que está considerada una de las más profundas conocedoras y una de las escritoras que más lúcidamente ha sabido convertirla en materia novelesca. De entre sus títulos más célebres y valiosos merece la pena destacar la novela Las ciudades carnales y Los quemados el imprescindible ensayo histórico sobre los cátaros La hoguera de Montsegur, Barro y cenizas, La alegría de los pobres, Las Cruzadas.