Родилась 25 марта 1960 г. в Свердловске.

Доктор физико-математических наук (1990).

Работала в Уральском университете (1984–1991). С 1991 г. работает в университете Мак-Гилла в Монреале (Канада).

О. Г. Харлампович принадлежит к научной школе профессора Л. Н. Шеврина. Опубликовала более 60 научных работ в области алгебры. Еще на студенческой скамье ею была решена проблема Адяна о существовании конечно определенной группы с тождеством и неразрешимой проблемой равенства (медаль Академии наук СССР за лучшую студенческую работу). Выполнила несколько циклов исследований, посвященных различным вопросам алгоритмической и геометрической теории групп, в частности решила проблему Каргаполова об алгоритмической неразрешимости универсальной теории класса конечных нильпотентных групп. В 1998 г. ею совместно с А. Г. Мясниковым было получено положительное решение одной из старейших проблем теории моделей – проблемы Тарского о совпадении элементарных теорий неабелевых свободных групп различных рангов и был построен разрешающий алгоритм для элементарной теории свободной неабелевой группы.

О. Г. Харлампович выступала с научными докладами во многих странах мира. С 1997 г. входит в состав редколлегии международного журнала «International Journal of Algebra and Computation». В 1996 г. удостоена приза имени Кригер и Нельсон Канадского математического общества.