Командир эскадрильи 46-го гвардейского ночного бомбардировочного авиационного полка 325-й ночной бомбардировочной авиационной дивизии 4-й воздушной армии 2-го Белорусского фронта, гвардии капитан.
Родилась 19 апреля (2 мая) 1917 года в городе Самара в семье рабочего. Татарка. Член ВКП(б) с 1942 года. Окончила 9 классов, аэроклуб в городе Коломне Московской области. Жила и работала в столице Узбекистана городе Ташкенте.
В Красной Армии с декабря 1941 года. Окончила Батайскую военную авиационную школу пилотов. В действующей армии с мая 1942 года.
Командир эскадрильи 46-го гвардейского ночного бомбардировочного авиаполка (325-я ночная бомбардировочная авиадивизия, 4-я воздушная армия, 2-й Белорусский фронт) гвардии капитан Санфирова О.А. совершила 630 боевых ночных вылетов на уничтожение живой силы и укреплений противника.
Отважная лётчица погибла смертью храбрых 13 декабря 1944 года при возвращении с боевого задания. Похоронена в братской могиле в белорусском городе Гродно.
Награждена орденом Ленина, орденами Красного Знамени, Александра Невского, Отечественной войны 1-й степени, медалями.
Её именем названа улица в городе Самара, памятник Героине установлен на пересечении улиц Революционной и Аэродромной. Бюст О.А.Санфировой установлен в городе Коломна, а на здании аэроклуба - мемориальная доска.