Ольга Цимболенко родилась в 1980 году в Уфе, училась в педагогическом колледже на учителя начальных классов, затем в институте Шолохова. В 2004 году поступила в УГИИ им. З. Исмагилова в мастерскую Михаила Назарова, который оказал большое влияние на ее художественный язык. Если Назаров работал с темой сельской жизни, народным творчеством и евангельскими сюжетами, то Цимболенко в начале своей карьеры больше фокусировалась на теме городской жизни и обыденности: сюжеты ее картин исследуют быт городской квартиры, улицы родного города и его горожан.

В 2010 году в состоялась первая персональная выставка художницы.

В 2012 году Ольга Цимболенко совместно с Галией Ли была автором выставочного проекта «Есть». Главной целью проекта было размытие границ между живописью, фотографией и графикой.

В 2014 году состоялась персональная выставка «Электричество».

В 2016 году в галерее «Мирас» открылся совместный выставочный проект Ольги Цимболенко и Галии Ли «Опера».

В 2020 году состоялась персональная выставка «Гардероб» в уфимской галерее X-MAX.

В середине 2010-х начала работать с мебелью, ее живопись стала выходить за рамки холста и начала покрывать те обыденные предметы, которые обычно были объектом изображения.

Также является автором иллюстраций к сказке Розы Хуснутдиновой «Путешествие воздушного шарика через Европу».

Живет и работает в Уфе.