Née le à Fontainebleau, Olivia Onesti grandit en Haute-Vienne, où elle commence le cyclisme à l'âge de six ans. Elle commence par le VTT, discipline dans laquelle elle s'illustre rapidement. Polyvalente, elle est notamment championne de France cadette en VTT et sur route, avant de remporter la coupe de France de cyclo-cross élite à seulement 16 ans.