Händelsen inträffade inom grunderna för stadens busstation i Smithfield Street strax före 10:30 GMT på måndag.
Kvinnan var i 30-årsåldern men hennes namn har ännu inte släppts.
Depån är stängd. Translink bekräftade att en incident hade inträffat och att en utredning pågick.
Ett ögonvittne på busstationen, Jo-anna McLucas, beskrev vad hon såg i de omedelbara efterverkningarna av kollisionen.
"Jag var i telefon och jag hörde en smäll, jag tittade upp för att se vad som hade hänt," Ms McLucas sade.
"Bussen hade träffat väggen och jag gick ut och det fanns en liten lucka mellan väggen och bussen och jag kunde se att det var någon på marken."
Ciaran Rogan från Translink sade till BBC: "Våra tankar och våra sympatier är med familjen och relationer och vänner till den unga dam som är inblandad.
"Det är verkligen en tragedi."
Rogan sade att busschauffören var "stressad" och skulle få stöd av transportföretaget.
"Vi skulle ha hjälp tillgänglig inom Translink [för dem] som är inblandade i olyckor eftersom det kan påverka människor mycket dåligt ibland.
"Vi kommer att ge föraren all hjälp som vi kommer att någon medlem av personalen som var svårt drabbade."
Rogan sade att andra anställda vid Translink på stationen skulle påverkas av dödsfallet, men tillade att "vårt huvudsakliga arbete för tillfället är att ta reda på vad som hände".
En kvinna har dött efter att ha blivit nedslagen av en buss i Lisburn, County Antrim.