Ольга Семенова родилась 2 февраля 1967 года в городе Москва. Младшая дочь писателя Юлиана Семенова и Екатерины Сергеевны Семеновой. В 1988 году закончила театральное училище имени Щукина. С 1982 года публиковалась в «Огоньке», «Московском комсомольце», «Крымской газете», «Совершенно секретно».

В 1993 году Ольга Юлиановна уехала к мужу во Францию, живет в городе Париж. У нее есть двое детей: Алиса и Юлиан.

С 1998 по 2000 года сотрудничала с журналом «Femme magazine». В 2000 году открыла для бесплатных посещений дом-музей писателя Юлиана Семенова под Ялтой.

Писательница написала книгу «Юлиан Семенов» издательства «Молодая гвардия» в 2006 году. В следующем году опубликовала книгу «Париж» для серии «Великие города и музеи мира» издательства «Вече». Юлиан Семенов в письме Кончаловской отмечал писательский дар дочери.

Семенова в 2008 году стала составителем двухтомника «Неизвестный Юлиан Семенов», объединившего архивные материалы писателя и одним из авторов сборника «Бабушка, grand-mère, grandmother…» издательства «Этерна».

Книгу «Повседневная жизнь современного Парижа» для серии «Повседневная жизнь человечества» издательства «Молодая гвардия» написала в 2010 году.

В 2016 году 11 октября презентовала первую книгу своего отца Юлиана Семенова «Дипломатический агент», написанную в 1958 году. Книга стала первым отдельным изданием за пятьдесят лет. Презентация прошла в городе Москва в торговом доме «Библио-Глобус».