Она появилась на свет 16 декабря 1981 года в Ленинграде. Семья девочки не имела ничего общего с миром искусства — отец был подполковником строительных войск, мама занималась домашним хозяйством. Сама Оля в детстве хотела стать прокурором, но всё изменил случай.
Учёба её никогда особенно не интересовала. С каждым годом оценки в дневнике становились всё хуже, так что школьница Медынич придумала план, как не вылететь за неуспеваемость. Однажды на контрольной по химии вместо ответов на задания Ольга написала учительнице: «Поставьте тройку, а взамен я буду участвовать во всей школьной самодеятельности!». План сработал — вскоре ученица получила на руки листок с жирным трояком и роль кота Базилио в грядущем спектакле. Кто бы мог подумать, что в простой школьной постановке раскроется настоящий талант девочки. С тех пор она стала главной звездой школьной сцены, а учителя благосклонно закрывали глаза на хромающую успеваемость юной актрисы.
Однако в семье для дочери планировали серьёзное будущее. В выпускном классе отец записал её на курсы экономистов, но на первом же занятии Оля поняла, что в математике она — полный ноль. Перед ней сидела такая же растерянная девушка, и Медынич неожиданно предложила: «Ты тоже ничего не понимаешь? Тогда давай уйдём отсюда!». Целый год они прогуливали занятия, а потом подружка рассказала, что собралась поступать в театральный, и позвала Ольгу с собой на экзамены. Так они обе оказались студентками Санкт-Петербургской академии театрального искусства. Той подружкой была Серафима Низовская — в будущем успешная актриса.
Близкие и друзья поначалу посмеивались над Ольгой Медынич — ведь она поступила не на серьёзный факультет, а на актрису кукольного театра. Однако именно этот опыт Ольга всегда считала своим преимуществом. На выпускном курсе она выступила с комедийным номером «Вешалка», который вскоре показали в «Кривом зеркале». За эту работу Медынич наградили почётным дипломом «Муза Петербурга». Педагоги ставили её в пример — девчонка с кукольного утёрла нос драматическим актёрам. В своём выпускном спектакле Ольга играла зайца — по признанию актрисы, когда она управляла куклой за ширмой и читала монолог, некоторые зрители в зале не могли сдержать слёз.
В студенческом спектакле «Зимняя сказка» по Шекспиру молодая актриса воплотила сразу четыре образа — Гермионы, Паулины, Утраты и Времени. В этой постановке Ольгу Медынич заметил режиссёр Семён Спивак и предложил талантливой девушке место в труппе Молодёжного театра на Фонтанке. Её дебют на большой сцене состоялся в образе Вороны в «Истории Кая и Герды», затем актриса играла в спектаклях «Пять вечеров», «Король-Олень», «Король и принц, или Правда о Гамлете».
В кино Ольга Медынич впервые появилась в небольшой роли девушки-интервьюера в комедии «Не ссорьтесь, девочки!». Следом её пригласили сыграть секретаршу генерала в сериале «Улица разбитых фонарей» и официантку-стукачку в криминальном фильме «Секретные поручения». А вскоре актрисе доверили и первую главную роль — Ольга сыграла помощницу адвоката в детективном сериале «Старые дела».
Её стали часто приглашать на съёмки в Москву. Актриса активно снималась в кино, сыграла главные роли в фильмах «Мужчина в моей голове», «Следователь Самоваров», «Домработница». Зрительскую любовь и широкую узнаваемость Ольге Медынич принесла работа в телевизионном скетч-шоу «Женская лига» и пародийной телепередаче «Большая разница» — здесь в полной мере раскрылся комедийный дар актрисы и её талант перевоплощения.
Разрываться между двумя столицами становилось всё сложнее — Ольга по несколько дней подряд могла ночевать в поезде, чтобы успеть и на съёмки в Москве, и на спектакли в Санкт-Петербурге. К тому же наступили непростые времена в личной жизни актрисы. Брак с питерским оператором Владимиром Вечкилевым трещал по швам из-за мелких ссор. Спустя два месяца после рождения сына Димы актриса приняла поворотное решение — ушла из театра, подала на развод и уехала с ребёнком в Москву.
Поговаривали, что причиной смелого шага стал новый роман актрисы. На съёмках сериала «Светофор» Ольга Медынич познакомилась с партнёром по площадке — белорусским актёром грузинского происхождения Джемалом Тетруашвили. На экране они играли влюблённых, и вскоре чувство перетекло и в реальную жизнь. Джемал тоже недавно пережил развод и растил дочку от первого брака Софико. С сыном актрисы Димой он сразу нашёл общий язык — мальчик начал называть нового маминого избранника «моим Джемочкой». В 2016 году Ольга и Джемал сыграли свадьбу. Актриса всегда с теплотой отзывается о втором муже, отмечая его щедрость, доброту и большое сердце.
Сегодня Ольга Медынич — одна из самых востребованных отечественных актрис. За последнее десятилетие она появилась во множестве картин, среди которых — «Великая», «Как извести любовницу за семь дней», «Анатомия убийства», «Год культуры», «Погнали», «Война семей», «Волшебный участок». Сейчас Ольга снимается сразу в четырёх новых проектах. На экраны готовятся выйти продолжения комедий «Успешный», «Вампиры средней полосы» и «Мастодонт» с участием актрисы. А в новом историческом фильме «Илья Муромец» Ольга Медынич сыграет Гиту Уэссекскую — первую жену Владимира Мономаха.