Olga Malėjinaitė gimė 1907 m. sausio 22 d. Sankt Peterburge. Jos motina Emilija Iljasevič, chadži Aleksandro Iljasevičiaus dukra, tėvas Viktoras Malėjinas – rusas. 1918-1922 m. lankė Marijos teato choreografijos mokyklą, kur tame pačiame kurse mokėsi būsimoji pasaulinio garso balerina G. Ulanova. 1922 m. O. Malėjinaitės šeima persikėlė gyventi į Kauną. 1925-1939 m. laikotarpiu O. Malėjinaitė – Valstybės teatro baleto artistė, šio teatro pirmoji balerina. Ji šoko pirmame Lietuvos baleto spektaklyje – Leo Delibo balete „Kopelija“.
O. Malėjinaitė staiga mirė 1939 m. vasario 29 d.