Родилась 11 июля 1984 года. По окончании школы Ольга Лукьяненко поступила в киевский театральный институт им. Карпенко-Карого. Будучи студенткой, она успешно дебютировала на сцене Национального академического театра на левом берегу Днепра.

В 2005 году начинающая актриса получила приз «Киевская Пектораль» в номинации «Лучший дебют года» за роль Джульетты в спектакле Алексея Лисовца «Ромео и Джульетта». После окончания института Ольга продолжила работу в этом же театре.

Кинокарьера Ольги Лукьяненко началась с роли в фильме «Любовь слепа». Затем были работы в российско-украинском сериале «Моя прекрасная семья» (Юлия), украинских сериалах «Волчица» и «Дедушка моей мечты» и др.

В 2006 году Ольга была приглашена на роль Ксении, любимой девушки суворовца Синицина, в сериал «Кадетство». Тогда актриса, наверное, и не подозревала, сколь высокий рейтинг будет у этого проекта. Сериал, рассказывающий о буднях суворовского училища, завоевал сердца миллионов зрителей. Полюбилась зрителям и героиня Ольги – умная, рассудительная, немного высокомерная девушка, знающая, чего хочет в этой жизни.