Der steile Aufstieg zu einer der gefragtesten Sopranistinnen ihrer Zeit begann im Kinderchor des Mariinsky Theaters von St. Petersburg, dem Olga Peretyatko mit 15 Jahren beitrat. Einer Ausbildung zur Chorleiterin schloss sie das Gesangsstudium an der Hochschule für Musik „Hanns Eisler“ in Berlin an und war zwischen 2005 und 2007 Mitglied des Opernstudios der Hamburgischen Staatsoper. Unter ihren zahlreichen Stipendien und Preisen findet sich auch der 2. Platz in Plácido Domingos „Operalia“-Gesangswettbewerb 2007 in Paris. Der Zeit in Hamburg folgten Engagements an der Berliner Deutschen Oper sowie der Staatsoper, Bayerischen Staatsoper in München, der Semperoper Dresden, am Pariser Théâtre des Champs-Elysées, am La Fenice in Venedig sowie vor allem beim Rossini Opera Festival in Pesaro, an deren Accademia Rossiniana sie 2006 teilgenommen hatte und wo sie seither regelmäßig aufgetreten ist. 2013 und 2014 folgten weitere wichtige Debüts wie etwa bei den Salzburger Festspielen oder an der Metropolitan Opera. Der Repertoireschwerpunkt der gebürtigen St. Petersburgerin liegt auf dem Belcanto, eine ihrer Kernpartien sind hierbei nach wie vor die Gilda (»Rigoletto«), Adina (»L’elisir d’amore«) oder die Elvira (»I puritani«), zuletzt ist jedoch auch die Violetta in »La Traviata« hinzugekommen. Peretyatko hat einen Exklusivvertrag mit Sony Classical. Ihre CD-Aufnahme mit Ausschnitten aus Opern Rossinis zeigt eine fulminante Entwicklung der vielfältigen Künstlerin, die zuletzt im Januar 2019 in der Neuinszenierung von Donizettis »Lucia di Lammermoor« an der Wiener Staatsoper Furore machte.