Erste internationale Erfahrungen sammelte Olha Holodna im Jahr 2009, als sie bei den Junioreneuropameisterschaften in Novi Sad mit einer Weite von 14,35 m den zehnten Platz belegte. Im Jahr darauf gelangte sie bei den Juniorenweltmeisterschaften in Moncton mit 15,17 m auf Rang acht und 2013 siegte sie bei den U23-Europameisterschaften im finnischen Tampere mit 18,11 m vor den beiden Deutschen Shanice Craft (17,29 m) und Lena Urbaniak (16,98 m). Anschließend schied sie bei den Weltmeisterschaften in Moskau mit 17,21 m in der Qualifikation aus. Im Jahr darauf verpasste sie bei den Hallenweltmeisterschaften in Sopot mit 17,11 m den Finaleinzug und im Sommer klassierte sie sich bei den Europameisterschaften in Zürich mit 17,08 m auf dem elften Platz. 2016 wurde sie bei den Europameisterschaften in Amsterdam mit 17,65 m Neunte und qualifizierte sich auch für die Teilnahme an den Olympischen Spielen in Rio de Janeiro, bei denen sie mit 16,83 m aber den Finaleinzug verpasste.