Олеся Горбатенко родилась 4 июня 1980 года в городе Липецк, Украина. С детства увлекалась театром. Родители девочки, видя одаренность Олеси, отдали ее в хореографическую студию. После школы, до 1998 года училась в Воронежском государственном художественном училище, в классе Светланы Анатольевны Дорофеевой.
В труппу музыкального театра Краснодарского Театра балета Юрия Григоровича, входящего в состав Творческого объединения «Премьера» имени Л.Г. Гатова, вошла после окончания училища. Среди ее работ в театре роли: Русской и Польской невест в балете «Лебединое Озеро» по П. Чайковскому; Фей и фрейлин в «Спящей красавице»; Двойки невольниц в постановке «Половецкие пляски».
С труппой театра балета Юрия Григоровича артистка гастролировала во многих странах, в том числе: Испании, Португалии, Японии, США, Германии, Франции, Греции, Англии, Болгарии, Норвегии, Австрии, Италии, Турции.
В 2004 году на I Всероссийском конкурсе «Молодой балет России» Олеся Горбатенко стала Лауреатом, заняв третье место.
П. Чайковский «Лебединое Озеро» - Русская невеста, Польская невеста, Тройка лебедей, Подруги принца
П. Чайковский «Щелкунчик» - Индийская кукла, четверка вальса
А. Глазунов «Раймонда» - Двойка подруг Раймонды, Гран-па, вариация в Гран-па
А. Хачатурян «Спартак» - Патрицианки
С. Прокофьев «Ромео и Джульетта» - Дамы, сверстники Джульетты
Д. Шостакович «Золотой век» - Две модные пары
П. Гертель «Тщетная предосторожность» - Подруги Лизы
Л. Минкус «Баядерка» - Тройка теней, па - д’аксьен
С. Прокофьев «Каменный цветок» - Четверка аметистов
А. Адан «Корсар» - Невольница, па-де-скляф, Тройка одалисок, четверка Сад
Л. Минкус «Дон Кихот» - Уличная танцовщица, Повелительница сна, вставные вариации
А. Меликов «Легенда о любви» - Красные видения
А. Адан «Жизель» - Виллисы, Подруги Жизели
П. Чайковский «Спящая красавица» - Феи, фрейлины
А.Бородин «Половецкие пляски» («Шедевры русского балета») - Двойка невольниц
Р. Шуман «Карнавал» - Вальс, трио