Ольга Арнтгольц родилась 18 марта 1982 года в городе Калининграде в семье актеров Калининградского областного драмматического театра - заслуженного артиста РФ Альберта Альфонсовича Арнтгольца и актрисы Валентины Галич. Она на 20 минут младше своей 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.

В Современном Театре Антрепризы играет в спектакле "Жестокий урок".