Tėvai: Aleksas Dulkys (1908–1961) ir Ona Dulkienė (1912–?) – valstiečiai žemdirbiai, turėję 36 hektarus labai prastos žemės, 1948–1957 m. tremtiniai. Broliai ir seserys: Steponas Dulkys (g. 1937 m.), Danutė Dulkytė-? (g. 1939 m.), Stefanija Dulkytė-? (g. 1944 m.), Bronius Dulkys (1948–1949) – mirė kūdikystėje tremtyje ir Albertas Dulkys (g. 1951 m.).

1948 m. gegužės 22 d. O. Dulkytė su tėvais, seserimi Stefanija ir broliu Broniumi bei tremtyje mirusia močiute Marijona Dulkiene (1881–?) buvo ištremta į Sibirą, šeima apsigyveno Kamarčiagoje (Manos r., Krasnojarsko kr., Rusija).

1949–1953 m. ji mokėsi Kedrovyj Logo (Manos r., Krasnojarsko kr., Rusija) pradinėje mokykloje, 1953–1957 m. baigė Orešnos (Manos r., Krasnojarsko kr., Rusija) aštuonmetę mokyklą.

1956 m. rudenį gavusi paleidimo iš tremties dokumentus, 1957 m. pavasarį O. Dulkytė su šeima grįžo į Lietuvą. 1957–1958 m. ji baigė 9-ąją klasę rusų kalba Anykščių vakarinėje vidurinėje mokykloje, 1958–1959 m. – 10-ąją klasę rusų kalba Utenos vidurinėje mokykloje. 1959–1964 m. ji studijavo Vilniaus universiteto Fizikos-matematikos fakultete, apgynė diplominį darbą "Skaidymas į klases pagal nežinomą požymį", baigė studijas 18-ojoje absolventų laidoje ir įgijo matematikės išsilavinimą.

Paskirta 1965 m. sausį, O. Dulkytė 1965–1977 m. dirbo Fizikos ir matematikos institute moksline bendradarbe. Po instituto pertvarkymo 1977–1990 m. ji dirbo Matematikos ir kibernetikos institute moksline bendradarbe, nuo 1990 m. buvo Matematikos ir informatikos instituto mokslo darbuotoja, kol 2002 m. išėjo į pensiją.

1975–1979 m. O. Dulkytė studijavo aspirantūroje Maskvoje (Rusija). 1986 m. Sąjunginiame vandens ir tiekimo, kanalizacijos, hidrotechninių įrengimų ir inžinerinės hidrogeologijos mokslinių tyrimų institute Maskvoje (Rusija) O. Dulkytė apgynė disertaciją "Hidrogeologinių parametrų skaičiavimo metodika naudojant elektronines skaičiavimo mašinas", buvo technikos mokslų kandidatė, 1993 m. nostrifikuota fizinių mokslų, matematikos daktarė.

O. Dulkytė dirbo diferencialinių lygčių taikymo srityje. Jos mokslinių tyrimų tema buvo požeminių vandens atsargų įvertinimas ir prognozavimas, hidrodinamikos lygčių sprendimo metodų tolesnis vystymas, hidrogeologinės informacijos apdorojimas, hidrologinių Lietuvos žemėlapių sudarymas, naudojant elektronines skaičiavimo mašinas.

Panaudojant jos tyrimus, buvo sudarytas Šiaulių vandenvietės matematinis modelis. Su elektroninėmis skaičiavimo mašinomis atlikus skaičiavimus, buvo gautos prognozinės slėgimo kritimo linijos eksploatuojamame vandeningame horizonte. Taikant matematinį modelį nustatyta, kiek, eksploatuojant Šiaulių vandenvietę, nukris vandens lygis aplinkinių miestų ir gyvenviečių gręžiniuose.

O. Dulkytė sudarė programinę sistemą geofiltraciniams parametrams skaičiuoti pagal bendruosiuos išpumpavimus. Ši sistema naudojama, įvertinant požeminio vandens eksploatacines atsargas, ruošiant naujas vandenvietes Vilniuje, Tiumenėje (Rusija), Minske (Baltarusija), Maskvoje (Rusija) ir kitur.

Už mokslinius tyrimus ji tapo Lietuvos SSR Ministrų tarybos premijos laureate (1987 m.).

Nuo ankstyvos vaikystės O. Dulkytė turėjo nedidelę fizinę negalią, buvo Lietuvos invalidų draugijos narė, o išėjusi į pensiją 2002–2012 m. dirbo Lietuvos neįgaliųjų draugijos Vilniaus miesto Karoliniškių padalinio pirmininke, rūpinosi žmonių su negalia interesais, sprendė jų problemas, aktyviai dalyvavo "Maisto banko" akcijoje.

Dėl sunkios ligos pasitraukusi iš pareigų, paskutinius savo gyvenimo mėnesius ji praleido savo tėviškėje Ragaišiuose (Anykščių r.) pas vyriausią seserį Danutę.

Mirė 2013 m. sausio 7 d. Ragaišiuose (Anykščių r.). Palaidota Mičionių (Anykščių r.) kapinėse Dulkių šeimos kape.

O. Dulkytės atminimui jos kolegos 2013 m. sukūrė interneto puslapį-nekrologą http://ona.dulkyte.fweb.lt/.