Регалии: Заслуженный мастер спорта СССР; олимпийская чемпионка (1980) в беге на 800 метров; бронзовый призер Олимпийских игр (1980) в беге на 1500 метров; чемпионка Европы (1986) в беге на 800 метров; 2-кратный серебряный призер чемпионата Европы (1978) в беге на 800 метров и в эстафете 4х400 метров; серебряный призер чемпионата Европы в закрытых помещениях (1985) в беге на 800 метров; бронзовый призер турнира «Дружба-84» в беге на 800 метров.
Родилась 28 ноября 1953 года в Брянске (Россия).
Надежда Олизаренко (до замужества в 1978 году – Мушта) начала заниматься легкой атлетикой в родном Брянске, специализировалась в беге на средние дистанции. В 1977 году была включена в состав сборной СССР, а уже в следующем сезоне выиграла две серебряные медали на чемпионате Европы в Праге, став второй в беге на 800 метров и в составе эстафетной команды 4х400 метров.
Переехав в Одессу, Надежда начала целенаправленно готовиться к домашним Играм в Москве. За месяц до Олимпиады она установила мировой рекорд в беге на 800 метров – 1 минута 54,85 секунды, а в финальном забеге олимпийского турнира пробежала еще быстрее – 1 минута 53,43 секунды. Преимущество Олизаренко над финишировавшей второй подругой по команде Ольгой Минеевой составило 1,38 секунды.
На дистанции 1500 метров Надежда завоевала бронзу, уступив соотечественнице Татьяне Казанкиной и Кристиане Вартенберг из ГДР.
Сделав паузу из-за рождения ребенка, Олизаренко в 1984 году вернулась на беговую дорожку, однако СССР бойкотировал Олимпиаду-1984 в Лос-Анджелесе, а на турнире «Дружба-84» олимпийская чемпионка заняла на своей коронной дистанции третье место.
Последнего крупного успеха Надежда Олизаренко добилась в 1986 году на чемпионате Европы в Штутгарте, где вновь первенствовала в беге на 800 метров. На чемпионате мира-1987 и Олимпиаде-1988 в Сеуле выступила неудачно, но еще несколько лет принимала участие в соревнованиях.
Завершив карьеру в 1992 году, Надежда Федоровна перешла на тренерскую работу в одесском СКА, а в 2001 году открыла свой легкоатлетический клуб.
В 2015 году врачи поставили Олизаренко диагноз – боковой амиотрофический склероз. От этой болезни она и скончалась 17 февраля 2017 года. Похоронена на Северном кладбище в Одессе (Украина).