Olga Peretyatko az oroszországi Szentpéterváron született és nőtt fel, zenei pályafutását a Mariinszkij Színház gyermekkórusában kezdte. A szentpétervári konzervatórium elvégzése után a berlini Hanns Eisler-Hochschule für Musikban, a Hamburgi Állami Operaház operastúdiójában és a pesarói Accademia Rossinianában tanult. A világ egyik legkeresettebb szopránja a nemzetközi hírnevet azután érte el, hogy megnyerte Plácido Domingo rangos Operalia versenyét. Azóta rendszeres vendége a világ legjelentősebb operaházainak és koncerttermeinek.
A 2023/24-es évadban Norma szerepében debütál a hamburgi Staatsoperben. Újra hallható lesz egyik legjellegzetesebb szerepében – Fiorilla szerepét énekli Rossini A török Itáliában című operájában a zürichi operaházban. Visszatér a berlini Staatsoperbe is, hogy Elektrát énekelje Mozart Idomeneojában, majd Leilát Bizet A gyöngyhalászok című művében. Olaszországban a Teatro Regio Torino új produkciójában, Puccini A fecske című operájában Magda de Civryt énekli, a bolognai Teatro Comunale di Bologna új produkciójában pedig a Don Giovanni Donna Annáját.
A koncertszínpadon a Musikfest Bremen keretében Olga Peretyatko Leonora szerepében debütál Verdi A trubadúr című operájának koncertszerű előadásában. Emellett Rachmaninov A harangok című művét az Orchestre de Paris zenekarral együtt adja elő a párizsi Grande salle Pierre Boulez-ben, valamint a salzburgi Mozart-héten a Fischer Ádám vezette Dán Kamarazenekarral a „Mozart és Salieri” című előadásban fog közreműködni.
A művésznő ezek mellett számos hangversenyt ad világszerte, például a bukaresti George Enescu Fesztiválon Marius Vlad Budoiu tenorral, a hamburgi Elbphilharmonie Hamburgban Leon Gurvitch zongoraművésszel, valamint a madridi Teatro de la Zarzuelában, ahol - Semjon Skigin zongoraművésszel közösen - Clara Schumann és Pauline Viardot műveit adja elő.