Op de wereldkampioenschappen van 1987 in Rome versloeg Olga Bryzgina in de finale van de 400 m met een tijd van 49,38 de Oost-Duitse atletes Petra Müller (zilver) en Kirsten Emmelmann (brons) en won zodoende de wereldtitel. Op de 4 x 400 m estafette moest ze met haar teamgenotes Aelita Yurchenko, Olga Nazarova en Maria Pinigina genoegen nemen met een zilveren medaille. Met een tijd van 3.19,50 eindigde ze achter de Oost-Duitse estafetteploeg, die de wedstrijd won in 3.18,63.