OP Jaisha sa att hon kunde ha dött efter kvinnornas maraton i Rio.
Jaisha, 33, slutade på 89: e plats och kollapsade efter att ha avslutat 42 km (26 miles) loppet på två timmar 47 minuter 19 sekunder förra veckan.
De indiska myndigheterna förnekade anklagelsen och sade att Jaisha och hennes tränare hade vägrat förfriskningar.
Athletics Federation of India (AFI) sade tjänstemän i Rio inte berättade av idrottare eller deras tränare om några särskilda krav för några drycker.
"Det är arrangörernas ansvar att tillhandahålla vatten- och energidrycker. För att det finns vatten-och energistationer under hela kursen," senior AFI officiella CK Valson berättade Press Trust of India (PTI) nyhetsbyrå.
"Vi kunde ha levererat vatten och energidrycker till våra idrottare men varken de eller deras tränare informerade oss om att de skulle behöva vatten och energidrycker separat."
Jaisha sa att hon sprang "i brännande värme" och det fanns inget vatten tillgängligt från indiska tjänstemän under loppet.
"Bara en gång på 8 km fick vi vatten [från Rioorganisatörerna] som inte alls hjälpte. Alla länder hade sina stånd på var 2 km men vårt lands stånd var tomt, "Hon citerades som säger av PTI.
Jaisha måste föras till sjukhus efter att ha avslutat loppet.
"Vi ska få drinkar av våra tekniska tjänstemän, det är regeln. Vi kan inte ta vatten från något annat team. Jag såg den indiska brädan där men det fanns ingenting, sa hon.
"Jag hade en hel del problem, jag svimmade efter loppet. Jag fick glukos, jag trodde att jag skulle dö."
Jaisha sade att hon inte fick något svar från tjänstemän när hon frågade varför hon inte fick vatten vid båsen.
"Jag vet inte vem jag ska skylla på. Kanske ingen inser allvaret i ett maraton, det faktum att vi måste köra 42 km, sade hon.
Indiens idrottsminister Vijay Goel har sagt att han kommer att undersöka anklagelsen.
"Jag ska undersöka detta och om det fanns vårdslöshet av något slag, kommer åtgärder att vidtas," sade han NDTV.
Indien avslutade med bara två medaljer på Rio Games, färre än de sex medaljer som det vann under sin bästa någonsin prestation i London för fyra år sedan.
En olympisk kvinna maratonlöpare från Indien har hävdat att hon inte fick vatten och energidrycker av indiska tjänstemän vid utsedda stationer.