Ольга Ломоносова родилась в Донецке. К 1986 вместе с семьей Ольга переехала в Киев. В 1998 году начала заниматься художественной гимнатиской. Наталья Евгеньевна Ломоносова (мать Ольги Ломоносовой) всегда мечтала о профессии балерины, но реализовать это желание сумела только дочь. В 1998 Ольга поступила в хореографическое училище.
В Москву Ольга уехала, когда впервые влюбилась, в 1997 году.
Приехав в Москву молодая девушка много гастролировала, танцевала. Позже поступила в ВТУ им. Щукина. Пройдя вступительные экзамены, Ольга продолжила театральную карьеру в Щукинском училище на курсе Овчинникова.
В личной жизни Ольги Ломоносовой уже состоялся один неудачный брак, о котором актриса сейчас старается не вспоминать. Сегодня единственная любовь актрисы — Павел Сафонов....