Pochodzi z Mołdawii. Po ukończeniu Akademii Muzycznej im. Stefana Neaga oraz Akademii Muzycznej im. G. Musicescu w Kiszyniowie przeniosła się do Włoch, gdzie kontynuowała naukę pod kierunkiem Mirelli Freni.
W ubiegłych sezonach zadebiutowała jako Małgorzata/Helena w Mefistofelesie, wystąpiła jako Mimi w Cyganerii i Antonia/Giulietta w Opowieściach Hoffmanna, a także dała recital solowy obejmujący utwory Czajkowskiego, Dvoraka, Rachmaninowa i Rimskiego-Korsakowa. Ponadto artystka zdobyła ogromne uznanie jako Cio-Cio San (Madame Butterfly) na festiwalu w Glyndebourne. Można ją było usłyszeć jako Tatianę w Eugeniuszu Onieginie w Operze Dubajskiej oraz Liu w Turandot w Teatrze Wielkim w Szanghaju.
Wśród innych ważnych angaży artystki należy wymienić: Mimi (Cyganeria) w Los Angeles Opera, Teatro San Carlo w Neapolu oraz Narodowym Centrum Sztuk Performatywnych w Mumbaju; Micaëla (Carmen) w Teatro Real w Madrycie; tytułowa Manon w Palau de les Arts de Reina Sofia w Walencji; Liu (Turandot) w Teatro Lirico di Cagliari oraz Lilia w operze Herculanum Féliciena Davida na festiwalu w Wexford (Irlandia). Zaśpiewała także partię Tatiany (Eugeniusz Oniegin) w rodzinnej Mołdawii oraz w Teatrze Wielkim - Operze Narodowej w Warszawie.
Na scenie koncertowej artystka wykonała partię sopranu w Glorii Poulenca z towarzyszeniem Filharmoników Paryskich, wystąpiła na koncercie galowym w Kiszyniowie i dała recital pod auspicjami festiwalu w Wexford. Zaśpiewała także w Gironie na festiwalu Castell de Peralada, w Oslo na festiwalu im. Kirsten Flagstad oraz w Brukseli z London Schubert Players.
Olga Busuioc jest laureatką kilku prestiżowych konkursów międzynarodowych. Jest zdobywczynią I nagród na konkursach im. Francesco Viñasa (Barcelona), Stanisława Moniuszki (Warszawa) oraz Hansa Gabora w Wiedniu. Otrzymała także nagrody za najlepsze wykonanie arii i zarzuely na konkursie „Operalia” Placido Domingo.
W sezonie 2023/24 sopranistka zadebiutuje w partii tytułowej w Tosce Pucciniego, powróci jako Madame Butterfly do Pragi, a także wykona partię Elisabeth de Valois w Don Carlosie (reż. Lotte de Beer) w Staatsoper w Stuttgarcie. Można ją także będzie ponownie usłyszeć jako Mimi w Cyganerii. Poza Niemcami zaśpiewa partię Anny w Wiłach Pucciniego, Emmy w Chowańszczyźnie w Operze Paryskiej i Tatiany w Eugeniuszu Onieginie.
