Регалии: Заслуженный мастер спорта СССР; олимпийская чемпионка (1968) в командном первенстве; чемпионка мира (1970) в командном первенстве; 2-кратный серебряный призер чемпионатов мира в командном первенстве (1966) и в вольных упражнениях (1970); чемпионка Европы (1969) в вольных упражнениях; серебряный призер чемпионата Европы (1969) в абсолютном первенстве; 4-кратная чемпионка СССР в вольных упражнениях (1969, 1970, 1971) и упражнениях на бревне (1971).
Родилась 24 июля 1949 года в Москве.
Ольга Карасева (до замужества в 1966 году - Харлова) была частью знаменитой советской команды, которая победила на Олимпиаде-1968 в Мехико. В абсолютном первенстве она заняла седьмое место, а в отдельных видах программы наиболее успешно выступила в вольных упражнениях, став пятой.
В активе у Карасевой также золото чемпионата мира в командном первенстве и чемпионата Европы в вольных упражнениях.
Завершив карьеру, окончила факультет иностранных языков, работала переводчиком и референтом по спортивной гимнастике международного управления Спорткомитета СССР.
В конце 90-х Ольга Дмитриевна вынуждена была судиться с зарубежными, а затем и с российскими СМИ из-за скандального интервью, которое от ее имени дала немецкой телекомпании РТЛ некая самозванка, утверждавшая, что в сборной СССР гимнасток заставляли беременеть, а потом делать аборты, чтобы повысить физическую выносливость. Несколько лет судебных разбирательств завершились официальными извинениями и выплатой денежной компенсации олимпийской чемпионке.