Народилася 21 травня1919 року у Ямполі на Вінниччині у родині вчителів. В дитинстві стала сиротою. Батько — Стефан Філімонович, директор школи, помер від епідемії тифу за 2 місяці до народження доньки, а мати — Лідія Василівна, завідувачка початковою школою, померла у 1929 році. Сиротою опікувалися родичі, зокрема дядько, Володимир Васильович Тарасов — математик, директор школи, заслужений учитель України.[2]
З 1926 по 1936 рік — навчалася в 7-ій політехнічній та Ямпільській середній школі, яку закінчила з відмінним атестатом.
У 1962 році одержала вчене звання старшого наукового співробітника за спеціальністю «Методика математики».
У 1977 році очолила новостворену лабораторію професійно-технічної освіти НДІ педагогіки. У 1981 році була призначена завідувачкою сектору дидактики відділу профтехосвіти НДІ педагогіки. У 1985 році стала старшим науковим співробітником лабораторії профтехосвіти. У 1990 році — провідним науковим співробітником лабораторії профтехосвіти, у 1992 — провідним науковим співробітником лабораторії профтехосвіти Інституту педагогіки і психології професійної освіти.[2]
Наукові інтереси — проблеми теорії та історії педагогіки, методика викладання математики в школах, профтехучилищах різного типу, педагогічних інститутах, організація навчально-виховного процесу в профтехучилищах, міжпредметні зв’язки, диференціація та індивідуалізація навчання тощо. Особливу увагу приділяла розробці концепції математичної освіти в Україні.
О. С. Дубинчук залишила значну методико-математичну спадщину, яка налічує близько 200 публікаційь: серед яких — підручники, навчальні посібники, збірники задач, тематично-поурочні плани, статті тощо.[2]
Дічек Н. П. Дубинчук Олена Степанівна (1919–1994). // Українська педагогіка в персоналіях: навч. посіб. для студентів вищ. навч. закл. : у 2 кн. / за ред. О. В. Сухомлинської. — Київ, 2005. Кн. 2 : ХХ століття. — С. 496–500.
Молчанова А. Видатні постаті профтехосвіти: Олена Степанівна Дубинчук / Алевтина Молчанова, Наталія Талалуєва // Профтехосвіта. – 2019. – № 11. – С. 8–10.
Оврас А. Основні етапи науково-педагогічної діяльності О.С.Дубинчук / А. З. Оврас // Професійно-технічна освіта. — 1999. — № 2. — С. 18–19.
Румянцева Д. І. Педагог, наставник, учений / Д.І. Румянцева // Професійно-технічна освіта. — 1999. — № 2. — С. 20.
Дубинчук Олена Степанівна: Бібліогр. покаж. наук.-пед. пр. / АПН України. Ін-т педагогіки і психології проф. освіти; Упоряд. А.А. Оврас. — Κ., 1997. — 27 с.