Актерская карьера Ольги Олексий началась в театре Русской драмы имени Леси Украинки. Она играла в таких постановках, как «В плену страстей», «Госпожа-министерша», «Маленькая принцесса», «Невероятный бал», «Вверх тормашками», «Лулу. История куртизанки», «Маскарад», «Как важно быть серьезным», «Доходное место», «Сон в летнюю ночь».
Первой ее работой в кино стала роль в сериале «Тормозной путь». Затем на экраны вышел фильм «Тринадцать месяцев», где молодая украинская актриса сыграла с такими знаменитыми актерами, как Гоша Куценко, Светлана Немоляева, Мария Миронова, Владимир Шевельков.
Известность Ольге Олексий принесла лента «1941» о начале Великой Отечественной войны. В сериале актриса исполнила одну из главных ролей -деревенской девушки Алены. Проект оказался настолько популярен, что было решено снять его продолжение. В 2010 году вышел сериал «1942», а в 2013 - «1943», где Ольга Олексий также появилась.
Помимо этого, на телеэкранах транслировались такие фильмы с участием актрисы, как «Разлучница» (2009), «Вера, Надежда, Любовь» (2010), «Пленница» (2013), «Преступление в фокусе» (2014).