Ольга Арнтгольц выросла в творческой атмосфере, где искусствокружило её с самого детства. Практически все члены её семьи связали свою жизнь со сценой: родители, старший брат и сестра-близняшка. Неудивительно, что и личная жизнь актрисы оказалась тесно переплетена с творческой средой.
На сегодняшний день Ольга сыграла более пятидесяти ролей в кино, и её творческая биография продолжает пополняться. Не так давно зрители увидели её в главной роли в мелодраме «Письмо в будущее» режиссёра Романа Просвирина. Кроме съёмок на телевидении, актриса активно занята в театре, исполняя ключевые роли в спектаклях «Ханума», «Поймай меня! Сможешь?» и «Мы летим, или Боинг-Boинг».
Будущая актриса родилась в Калининграде. Её родители — заслуженные артисты России. Отец, Альберт Альфонсович Арнтгольц, отдал сцене Калининградского областного драматического театра полвека и, несмотря на свой почтенный возраст — 88 лет, продолжает выходить на подмостки. Мама, Валентина Галич, является одной из ведущих актрис этого же театра.
Старший брат Ольги, Антон, служит в Калининградском музыкальном молодёжном театре.
Сестра-близняшка Татьяна тоже хорошо знакома зрителям по многочисленным ролям в сериалах. Имена девочкам дали неслучайно: Ольгу назвали в честь бабушки, погибшей во время блокады Ленинграда, а Татьяну — в честь пушкинской Татьяны Лариной.
В детстве сестёр постоянно путали, что порой вызывало у них раздражение. В какой-то период они даже старались возвращаться из школы разными дорогами. Чтобы облегчить жизнь дочерям и окружающим, мама нашла простое решение: начала покупать им одежду разных цветов.
Родители поддерживали творческие начинания девочек. Сёстры учились в музыкальной школе, занимались в кружках самодеятельности, а в девятом классе перешли в профильный актёрский класс. При этом Ольга активно занималась спортом — плаванием, гимнастикой и пятиборьем. Девочки привыкли всё делать сообща: вместе ходили на тренировки, вместе учились и порой даже вместе прогуливали уроки.
После окончания школы сёстры отправились покорять Москву и поступили в Щепкинское театральное училище. На вступительные экзамены они пришли в джинсах, промокнув под дождём прямо перед прослушиванием. Тем не менее ректор Николай Николаевич Афонин, набиравший курс, разглядел их талант и принял в число немногих поступивших.
В училище преподаватели быстро научились различать близнецов. Оказалось, что у Ольги и Татьяны совершенно разные характеры и разная актёрская индивидуальность, поэтому и роли им подбирали разные.
Сниматься Ольга начала уже на первом курсе. Её дебютом стала роль Маши Трофимовой в популярном молодёжном сериале «Простые истины», где её экранную сестру сыграла Татьяна. Проект завоевал большую популярность среди подростков и был отмечен на международном фестивале.
Вскоре последовали и главные роли. Ольга сыграла Лену Власову в картине «Трое против всех» и её продолжении. К моменту окончания училища в её послужном списке было уже около десяти работ, включая роли в военной драме «Не забывай», криминальной ленте «Взять Тарантину» и детективе «Зачем тебе алиби?», где её партнёрами стали известные актёры, в том числе Нина Крачковская.
Ольга зарекомендовала себя как разноплановая актриса. Ей одинаково хорошо удавались образы следователей, медсестёр, учителей и даже исторических персонажей, как в картине «Слуга государев», где она сыграла маркизу Грехтен фон Шомберг.
В начале карьеры у сестёр был общий бюджет. Сначала они приобрели комнату в коммунальной квартире, где прожили четыре года, а затем скопили на однокомнатную квартиру, обустройством которой занимались вместе.
Со своим первым супругом, актёром Вахтангом Беридзе, Ольга познакомилась во время совместной работы над спектаклем «Ханума». Прежде чем начать близкие отношения, молодые люди несколько лет общались как коллеги.
Шестнадцать лет назад они сыграли свадьбу, которую решили не афишировать перед прессой. Спустя три года у пары родилась дочь Анна.
В тот период Ольга даже задумывалась о том, чтобы оставить сцену и полностью посвятить себя заботе о близких. Однако в 2015 году стало известно о разводе супругов, причины которого они предпочли не раскрывать.
Через год после расставания в жизни Ольги появился новый избранник — режиссёр Дмитрий Петрунь, известный по работе над проектами «Раневская» и «Екатерина. Фавориты».
Влюблённые тайно поженились. В этом браке Ольга стала многодетной мамой, подарив мужу двоих сыновей — Акима и Льва. Сейчас актриса успешно совмещает заботу о троих детях с продолжением своей творческой карьеры.