Muzytsjuk representerte Slovenia ved toppbordene under fem påfølgende sjakk-OL for kvinner fra 2004 til 2012. Slovenias beste resultat kom under OL i Torino i 2006, hvor de endte på 9. plass. Laget scoret 16 poeng (+7–4=2), og Muzytsjuk scoret individuelt 8/11. Ana Srebrnič og Jana Krivec var på henholdsvis andre og tredje bord, mens Ksenija Novak var reserve. Muzytsjuks beste individuelle resultat kom under sjakk-OL 2010 i Khanty-Mansiysk, hvor hun scoret 8/11 og endte på en femteplass på toppbrettet med en rating på 2547, 26 poeng under bronsemedaljevinneren Hou Yifan.