Советская актриса театра и кино.
Родилась на Украине.
Народная артистка РСФСР (1964). В 1953 г. окончила Одесскую консерваторию (класс Н.А.Урбан).
Студенткой в 1952 г. дебютировала на сцене Одесского театра оперы и балета, в котором была ведущей солисткой (1952-1955). В 1955-1957 гг. солистка Киевского театра оперы и балета, с 1957 г. – Большого театра. Обладает легким и гибким голосом красивого серебристого тембра, в совершенстве владеет колоратурной техникой.
После ухода из Большого театра Галина Олейниченко сосредоточилась на педагогической деятельности.
Была профессором Российской академии музыки им. Гнесиных, в качестве наставника сотрудничала с программой "Новые имена".