12 апреля 2000 года на пресс-конференции «КМ студии» в рамках презентации проекта «Продюсирование украинских исполнителей» был анонсирован первый альбом исполнительницы «Приходи ко мне». В дебютный альбом вошло 11 песен. Видеоклип на песню «Так не бывает» был показан по украинскому телевидению на телеканале ICTV в программе «Территория А»[9].
В 2005 году начала сотрудничество с Александром Ревзиным. В этот период Полякова выпустила совместный альбом с певицей Любашей и записала песню «Обними меня» с группой «Чай вдвоем», однако их дальнейшее сотрудничество не сложилось[10].
В 2008 году вышел макси-сингл «Суперблондинка», который ознаменовал появление нового образа Оли Поляковой — Суперблондинки — и одноимённой шоу программы. В начале феврале на композицию был снят клип, режиссёром которого выступил Александр Игудин, а оператором — Роман Бойко[11]. Начала сотрудничество с техническим директором и продакшн менеджером Юрием Барыбиным.
11 апреля 2011 года была презентовала песня «Алло» — дуэт Оли Поляковой и Людмилы Гурченко[12]. В конце 2012 года артистка начала своё сотрудничество с Михаилом Ясинским, генеральным директором компании «EA Secret Service». Оля переоделась в кокошник и выпустила хит «Russian Style»[13].
В мае 2013 года Полякова презентовала летний сингл «#Шлёпки», над видеоработой которого работала творческая команда продюсерского центра Алексея Потапенко (Потап) Mozgi Entertainment. Следом за этим она представила ещё одну работу — «Люли», которую на YouTube посмотрело более 6 млн человек. В 2014 году артистка выпустила песни «Брошенный котёня», «Асталависта, сепаратиста!», и сняла клип на новогодний хит «С Новым годом!».
2 марта 2015 года состоялась премьера песни «Любовь-морковь». 25 апреля состоялась премьера видеоклипа на эту песню. 29 июля 2015 года состоялась премьера сингла «Первое лето без него». 21 сентября состоялась премьера видеоклипа на эту композицию. 11 апреля 2016 года состоялась премьера сингла «О Боже, как больно!». 19 мая состоялась премьера видеоклипа на эту песню.
Капитан команды «Светлые головы», героиня телешоу «Дольче Вита Капут» («Новый канал»), «Привет, декрет!» («М1»), «Кто против блондинок?» («Новый канал»), комментатор в проекте «Богиня шопінгу» («ТЕТ»)[14], участница проектов «Суперзвезда» («1+1»), «Вышка» («1 +1»), победительница проекта «Как две капли» (ТРК «Украина»). Ведущая развлекательной шоу-программы «Зоряні яйця» (Звёздные яйца) на «Новом канале»[15]. Певицу можно часто видеть в составе жюри шоу «Лига смеха» и других различных развлекательных шоу-проектов на телеканалах Украины.
В феврале 2018 года певица была признана самой красивой женщиной года Украины по версии журнала «Viva!»[16].
1 февраля 2019 года вышел мини-альбом «Королева ночи»[17]. 8 марта того же года состоялась премьера клипа на сингл «Лёд тронулся», снятого Аланом Бадоевым[18]. 18 ноября того певица представила песню и видеоклип «Эй, секундочку». Режиссёрами видео выступили Дима Манифест и Дмитрий Шмурак[19].
21 августа 2020 года исполнительница выпустила композицию «Белый танец»[20], которую впервые исполнила за месяц до релиза[21].
Оля Полякова и Маша Ефросинина на благотворительном концерте, 2022 год
В 2021 году стала судьей на шоу «Маска»[22], а также была выбрана в качестве наставника двенадцатого сезона шоу «Голос страны»[23]. В июле того же года на YouTube-канале Оли Поляковой состоялась премьера сингла и клипа «Взрослая девочка»[24]. 16 августа на Одесском кинофестивале Полякова представила фильм «Зірки за обміном» (с укр. — «Звёзды по обмену»), в котором сыграла главную роль и выступила в качестве сопродюсера. 1 января 2022 года кинокартина вышла в широкий прокат[25]. За месяц до премьеры фильма Оля Полякова и певец DZIDZIO, который также исполнил одну из главных ролей, выпустили клип на композицию «Щасливі люди», ставшей саундтреком к кинокартине[26].