Olga Khodataïeva naît dans la stanitsa de Konstantinovskaïa (aujourd'hui Konstantinovsk, dans l'oblast de Rostov, en Russie), et est l'un des trois enfants d'un fonctionnaire tsariste, Piotr Petrovitch Khodataïev, fils illégitime d'Agafia Kondratievna Khodataïeva et d'un commerçant du gouvernement de Vladimir qui avait séduit Agafia pour la quitter peu de temps après. Son père étudie à la realschule(ru) de Rostov-sur-le-Don et épouse une sage-femme, Anna. Il a une carrière réussie et, en 1898, il déménage avec sa famille à Moscou[1],[4].
Les Khodataev créent également une animation expérimentale pour le théâtre musical Natalya Sats dans les années 1920. Leurs chemins se séparent en 1936 lorsque Soyuzmultfilm est créé afin de produire des courts métrages de style Disney. Olga rejoint le collectif, tandis que Nikolai quitte l'industrie avec déception, estimant que ce n'étaient pas des expériences audacieuses[5].
Parmi ses autres œuvres à succès figurent Sarmiko (1952) racontant les aventures d'un garçon tchouktche — nommé meilleur film d'animation au VIIeFestival international du film de Karlovy Vary —, Sœur Alenushka et Frère Ivanushka (Сестрица Алёнушка и братец Иванушка, 1953) — deux œuvres adaptées d'un des contes de fées russes les plus populaires — et La Flamme de l'Arctique (1956) qui reçoit le premier prix au VIIIe Festival international du film pour enfants et adolescents de Venise et une médaille d'or au 6e Festival mondial de la jeunesse et des étudiants à Moscou[3].
En 1960, Olga Khodataeva co-réalise son dernier film, Plume d'or, avec Leonid Aristov. Elle meurt huit ans plus tard à Moscou, à l'âge de 74 ans.
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