Родилась 18 марта 1982 года в городе Калининграде в семье актеров Калининградского областного драматического театра - заслуженного артиста РФ Альберта Альфонсовича Арнтгольца и актрисы Валентины Галич. Ольга на 20 минут младше сестры Татьяны Арнтгольц. До девятого класса сестры учились в обычной школе, а затем поступили в актерский класс 49-го калининградского лицея (актерский класс Бориса Бейненсона). В 2003 году окончила вместе с сестрой Высшее Театральное училище им. Щепкина.