Ольга получила степень бакалавра в Эстонской академии музыки и театра в классе доц. Пилле Лилле и проф. Яакко Рюхэнена, а также степень магистра по программе «интерпретация и педагогика». Она совершенствовала мастерство на курсах проф. Ингрид Кремлинг, Элизабет Вильке и Ядвиги Раппе в Польше. Ольга Паламарчук — победитель Республиканского вокального конкурса PLMF 2017 года, лауреат I премии конкурса в Санкт‑Петербурге «У песни женское лицо» (2008), обладатель специального приза на III и VII международных конкурсах «Opera, Soul of the Mountains» в Польше (2008 и 2012), а также двух специальных премий II Республиканского вокального конкурса PLMF имени Велло Юрны (2012).
В 2015 году Ольга Паламарчук была удостоена премии Крусталкингаке Эстонского театрального союза — «молодому театральному деятелю за первые значительные работы на сцене» — за партии Алмирены (Г.Ф. Гендель «Ринальдо») и Джаннетты (Г. Доницетти «Любовный напиток») в Национальной опере «Эстония». В её репертуар также входят роли Донны и Русалки (Гендель «Ринальдо»), Второй цветочной девы (Вагнер «Парсифаль»), пастушки (Равель «Дитя и волшебство»), Тебальдо (Верди «Дон Карлос»), Фраскиты (Бизе «Кармен»), Жрицы (Верди «Аида»), Барбарины (Моцарт «Свадьба Фигаро»). В концертном исполнении она пела партию Купавы (Римский‑Корсаков «Снегурочка») и сопрановую партию в «Реквиеме» Форе. Ольга Паламарчук работает в Национальной опере «Эстония».