Ольга родилась через двадцать минут после своей сестры, актрисы Татьяны Арнтгольц и считается в их звездной паре младшей. Отец, Альберт Арнтгольц, потомок обрусевших немцев и мать Валентина Галич, были ведущими актерами Калининградского драматического театра.
Одно время отец семейства вместе с дочерьми пытались разузнать более подробные детали о своих предках. "...Когда на одном из телеканалов нам предложили помочь в поисках, мы с радостью согласились. Тогда и выяснилось, что прабабушка по папиной линии действительно была дворянкой, фрейлиной императрицы..." , - рассказывают сестры о своем происхождении.
Несмотря на то, что одно время Ольга мечтала стать журналистом, актерские гены взяли все-таки вверх и после школы сестры отправились покорять столицу. С первого же раза им удалось поступить в Щепкинское училище. Еще во время учебы вместе снялись в сериале "Простые истины", а после окончания ВУЗа каждая из сестер стали строить свою самостоятельную карьеру.
Сегодня в фильмографии Ольги около 45 работ в кино и сериалах, а также уже много лет выходит на сцену столичного театра "Миллениум". В 2007 году Ольга познакомилась со своим коллегой, актером, выпускником Санкт-Петербургской театральной академии Вахтангом Беридзе.
На вечеринке сестры, посвященной предстоящему бракосочетанию Татьяны Арнтгольц и Ивана Жидкова, Вахтанг сделал Ольге предложение. Сестры даже планировали сделать свадебное мероприятие в один день, но все же Ольга вышла замуж за своего избранника чуть позже своей "старшей" сестры".
В 2013 году в семье родилась дочь Анна, однако уже в 2015 году стало известно, что семья распалась. Супруг Ольги не мог похвастаться такой востребованностью, как она. И пока Ольга пропадала в киноэкспедициях, стараясь обеспечить семью, муж был замечен в походах налево, что в итоге и привело их к разрыву, несмотря на наличие совсем маленькой дочери.
"...Дети не являются сдерживающим фактором. Я тогда считала, что это может как-то укреплять и менять отношения. Но нет… ", - с грустью делилась она в одном из интервью. Впрочем, уже скоро, на съемках сериала "Офицерские жены", актриса познакомилась с режиссером Дмитрием Петрунем, бывшим супругом актрисы Ольги Красько.
Их дружба быстро переросла в роман и уже в 2016 году актриса родила сына Акима. Официально о их свадьбе объявлено не было, однако оба носят обручальные кольца, так что, скорее всего, их отношения носят уже официальный характер.
Сегодня Ольга абсолютно счастлива с новым супругом, продолжает много сниматься и выходить на сцену любимого театра. Однако признается, что сейчас в приоритете у нее все таки семья. "Для меня сегодня семья на первом месте, а работа отошла на второй план. При всей моей любви и обожанию к профессии. Если у меня все хорошо в семье, то замечательно будет и в работе.", - признается актриса.