Foran stortingsvalget 1945 ble Olsen løftet frem som kandidat under nominasjonen av Realph Norland. Ved valget samme år ble hun innvalgt på Stortinget fra kjøpstedene i Vestfold, altså Holmestrand, Horten, Larvik, Sandefjord, Stavern og Tønsberg. Hennes motstandere under nominasjonen ble raskt gjort til skamme, og sin første tale på Stortinget viet hun sjømennene og deres ektefellers kår. Sjøfolkene og især krigsseilerne ble Olsens merkesak ved siden av trygdepolitikken. Ved behandlingen av saken om Nortraships hemmelige fond i Stortinget i 1948 stemte Olsen mot regjeringen og sammen med kommunistene for at sjøfolkene skulle få utbetalt de tilbakeholdte hyrene.