Роли в дипломных спектаклях: Эллочка («Светлые души» по рассказам В.М. Шукшина, реж. В. В. Любский, С. Д. Черкасский), Хейзл Конвей («Время и семья Конвей» Дж. Б. Пристли, реж. В. В. Любский, С. Д. Черкасский, Н. С. Лапина), Белочка («Летит» О. Мухиной, реж. Г. Бызгу), Боб Фосс, Одри Хепберн («Зеркало сцены», реж. А. Кладько), Актриса В («Умру за театр!» по пьесе Кунио Симидзу «Актёрская гримёрная», реж. С. Серзин), Блудница, Коломбина, Девушка («Танцуем живопись», реж. С. Д. Черкасский, балетмейстер О. В. Игнатьев).

В Александринском театре играла в спектакле «Сон смешного человека» Ф.М. Достоевского (реж. И. Керученко). Введена на роль Внучки в спектакль «Ксения. История любви» В. Леванова (реж. В. Фокин) и на роль мадемуазель Бланш в спектакль «Литургия ZERO» (реж. В. Фокин). В 2013 году принимала участие в театральном проекте «Невский проспект. Городские этюды», представленном в рамках 7-го Международного театрального фестиваля «Александринский» и на Международном театральном фестивале «Балтийский дом». Участвует в хороводе масок в спектакле Валерия Фокина «Маскарад. Воспоминания будущего» по драме Михаила Лермонтова «Маскарад» и спектаклю Всеволода Мейерхольда 1917 года. В 2015 году ввелась на роль Растаковской в спектакль Валерия Фокина «Ревизор». В спектакле Валерия Фокина 2015 года «Третий выбор» (вторая редакция спектакля «Живой труп») сыграла роль Маши. Принимала участие в театрализованном представлении на официальном открытии Года литературы в Санкт-Петербурге («О, мой застенчивый герой», Б. А. Ахмадулина). В 2016 году введена на роль Офелии в спектакль Валерия Фокина «Гамлет» по пьесе В. Шекспира. В феврале 2016 года сыграла роль Ирины в спектакле Андрия Жолдака «По ту сторону занавеса». В спектакле Андрея Калинина «Убийство Жан-Поля Марата, представленное труппой психиатрической лечебницы под руководством господина де Сада» (2017) исполнила роль Шарлотты Корде, в этом же году сыграла несколько ролей в спектакле Жана Беллорини «Крум» (Цвици, Медсестра, Парикмахер, Невеста).

В 2018 году ввелась на роль Роксаны в спектакль Николая Рощина «Сирано де Бержерак». В сентябре 2019 года в спектакле Николая Рощина и Андрея Калинина «Дети у власти» сыграла роль Терезы Мано, матери шестилетней Эстер. 

В спектакле Андрея Калинина «Товарищ Кисляков» — Тамара, участница массовых сцен. "Её Тамара — создание эффектное, этакая греза любви и мечта поэта, но при этом практичная, циничная и хищная. Она, походя изменяя мужу — с Ипполитом от скуки и жажды новизны, с немецким режиссёром Миллером (Сергей Еликов), руководствуясь прагматичными соображениями, и наверняка ещё с кем-то, оставшимся за кадром, — с лёгкостью готова расстаться со всеми ради желанного результата, но девушку останавливают в полушаге от цели". (Наталия Эфендиева. О старом и новом человеке // ПТЖ. Блог. 16.02.2021)

"Ещё более циничен главный женский образ спектакля — Тамара (Олеся Соколова), хорошенькая жена Аркадия Незнамова, единственного друга Кислякова. Будущая кинозвезда в поисках исхода из провинциального Смоленска сначала с помощью любовников организует семейный переезд в Москву, а после продаётся импортному режиссёру. Но перед этим она расставила сети на «ещё один вариант» — самого Кислякова. И тот совершает очередное предательство — уже лучшего друга. Кровавый финал неотвратим". (Евгений Хакназаров. Время оскудения: «Товарищ Кисляков» в Александринском театре// Культура. 26.02.2021)

В январе 2021 года введена на главную роль Нины в спектакль Валерия Фокина "Маскарад. Воспоминания будущего". 

В декабре 2021 года исполнила роль Фройляйн Бюрстнер в спектакле «Процесс» по роману Ф. Кафки (реж. А. Виднянский, 2021).

В 2022 году исполнила роль Дамы в чёрном в спектакле Валерия Фокина «Один восемь восемь один».

В феврале 2024 года исполнила роль Зинаиды Райх в спектакле «Мейерхольд. Чужой театр» (режиссёр  В. Фокин). «Олеся Соколова создаёт образ сильной и несгибаемой женщины, преданной мужу до конца». (Наталья Яковлева. Жизнь — это театр // Около. 12.03.2024) «Олеся Соколова в роли Зинаиды Райх вызывающе спокойна. Вся её воля, все её силы сосредоточены на том, чтобы быть мужу поддержкой, на выяснение отношений с партнёрами по сцене сил нет. Она кажется высокомерной, но каждое её движение полно сдерживаемым отчаянием». (Мария Чернова. Увертюра уничтожения // Экран и сцена. 14.03.2024)

В июле 2024 года на гастролях в Ясной поляне на фестивале «Толстой» введена на роли Председательствующей судьи и Умершей матери Нехлюдова в спектакль Никиты Кобелева «Воскресение».

В 2025 году сыграла роль Адашовой в спектакле Елены Павловой «Мой друг Лапшин» по мотивам повести Юрия Германа «Лапшин» и фильма Алексея Германа «Мой друг Иван Лапшин». «Хрупкая и пронзительная Олеся Соколова, играющая актрису Адашову, оправдывает и даже превосходит ожидания: её героиня своим появлением и алым платьем словно «взрывает» серую цветовую палитру театрального пространства, придавая всему действу дополнительный драматизм и острое чувство жизни. В её облике угадывается перекличка с экранной Ниной Руслановой, но уже во многом самостоятельная и по-новому трогательная трактовка». (Роман Булатов. лена Павлова и звезды Александринского театра рассказывают о «Мой друг Иван Лапшин» // Politgolos. 16.09.2025)

Снимается в кино и телесериалах: «Бездна» (главная роль – Зиночка), «Птица», «Морские дьяволы», «Такая работа» и др.