Родилась 1 сентября 1954 г. в Петрозаводске (Карельская АССР, ныне - Республика Карелия). В раннем детстве проживала с родителями в Ленинграде (ныне - Санкт-Петербург), с начала 1960-х гг. - в Симферополе. Ее отец работал директором комбината "Крымстрой", мать возглавляла торговое объединение. Будущая актриса занималась гимнастикой и легкой атлетикой, руководила школьным танцевальным кружком.
В начале 1970-х гг. окончила в Симферополе режиссерско-театральное отделение Крымского областного культурно-просветительного училища (ныне - Крымский университет культуры, искусств и туризма). Тогда же работала ведущей в женском вокально-хореографическом ансамбле "Таврия" под руководством народной артистки СССР Лидии Чернышёвой.
В 1970-1980-х гг. была актрисой Крымского театра драмы и музыкальной комедии (ныне - Государственный академический музыкальный театр Республики Крым, г. Симферополь). Сыграла на его сцене более 30 ролей. В их числе: Дона Анна в "Каменном госте" по произведению Александра Пушкина, Зоя Пельц в "Зойкиной квартире" по пьесе Михаила Булгакова, Любовь Яровая в одноименной постановке по произведению Константина Тренёва.
В середине 1980-х гг. поступила в Москве на актерский факультет Государственного института театрального искусства им. А. В. Луначарского (ныне - Российский институт театрального искусства - ГИТИС). Окончила его в 1988 г. Выпускница курса народной артистки СССР Элины Быстрицкой и заслуженного деятеля искусств РСФСР Александра Бурдонского.
С 1990 г. по н. в. Ольга Блок-Миримская является актрисой Московского театра Олега Табакова. Была задействована в спектаклях: "Матросская тишина" по пьесе Александра Галича, "Звездный час по местному времени" по комедии Гора Николаева, "Страсти по Бумбарашу" по мотивам произведений Аркадия Гайдара, "Старый квартал" по пьесе Теннесси Уильямса, "Анекдоты" по мотивам произведений Федора Достоевского и Александра Вампилова, "Псих" по роману Александра Минчина, "Идеальный муж" по комедии Оскара Уайльда, "Синхрон" по пьесе Томаса Хюрлимана.
Ольга Блок-Миримская также снимается в кино. В девять лет она исполнила роль девочки Оли в детском фильме Бориса Долина "Слепая птица" (1963). Среди наиболее известных работ - тетя Тамара в военной кинокартине "Праздник" (2001) и Елизавета Анатольевна в драме "Дом Солнца" (2010). Оба фильма поставил Гарик Сукачев. В общей сложности Ольга Блок-Миримская снялась в более чем 20 фильмах и сериалах.
Народная артистка РФ (2006).
Замужем. Супруг - архитектор Владимир Миримский. Дочь - Ангелина Миримская (род. 1982, актриса). Брат - заслуженный артист РФ Александр Блок (1955-2015).