Olga Vinichenko est née le 19 juin 1992 à Kryvyï Rih (oblast de Dnipropetrovsk, Ukraine). Depuis son plus jeune âge, Olia rêvait de devenir actrice et aimait être au centre de l'attention. Après avoir terminé ses études secondaires, Vinichenko est entrée à l'Université nationale de théâtre Karpenko-Kary, où sa directrice était E. A. Gouliakina. Pendant ses études, Olga travaillait comme animatrice.

En 2009, la jeune femme a fait ses débuts à la télévision dans la série « Selon la loi », dans laquelle elle a joué un rôle épisodique. Plus tard, l'actrice a joué dans les séries télévisées « L'itinéraire de la miséricorde », « Efrosinia », « Le remède sûr », « Pendant que la stanitsa dort » et « Les objets perdus ». Olga a joué son premier rôle principal en 2014 dans la mini-série de Pavel Ignatov « Le correspondant de guerre ». En août 2020, l'actrice s'est mariée. Olga préfère garder le nom de son mari secret.