Owca olkuska, wytworzona w rejonie dawnego powiatu olkuskiego, jest rodzimą odmianą owcy długowełnistej, której pogłowie powstało w oparciu o materiał hodowlany przywieziony w okresie międzywojennym z Kaszub. Początkowo sprowadzone owce pomorskie oraz ich mieszańce ze świniarką uszlachetniano trykami fryzyjskimi i w mniejszym stopniu holsztyńskimi. Po wojnie ocalała populacja rozmnażana była bez udziału ras z zewnątrz; w końcu lat pięćdziesiątych, w ramach programu uszlachetniania pogłowia owcy długowełnistej, wprowadzono do krzyżowania tryki rasy kent (Graboń i Wężyk, 1963, Nawara i Łośko, 1974).

Spowodowało to zróżnicowanie pogłowia owiec olkuskich, w którym wyodrębniły się dwa typy: tzw. plenna owca olkuska dawnego typu o średniej plenności około 200% i dobrych cechach matecznych, która to owca przetrwała w małych gospodarstwach chłopskich oraz owca z dużym udziałem kenta, w typie wełnisto–mięsnym, o lepszej użytkowości wełnistej, ale o niskiej plenności.

Na początku lat 80–tych badania nad populacją plennych owiec olkuskich podjęte zostały przez Katedrę Genetyki i Metod Doskonalenia Zwierząt Akademii Rolniczej w Krakowie. Występowanie w populacji maciorek rodzących bardzo duże mioty, od trzech do sześciu jagniąt, a jednocześnie maciorek rodzących wyłącznie pojedynki i bliźnięta nasunęło przypuszczenie, że plenność u tej owcy uwarunkowana jest działaniem pojedynczego genu o dużym efekcie (Grabowski i wsp., 1987, Knothe i Grabowski, 1992 za Knothe i Wierzchoś 1992).

Wydzielenie z populacji polskich owiec długowełnistych wysokoplennych owiec olkuskich nastąpiło w 1988 roku, kiedy to otwarto księgi zwierząt zarodowych dla plennej owcy olkuskiej dawnego typu, w oparciu o opracowaną przez prof. A. Knothe instrukcję dotyczącą prowadzenia ksiąg oraz selekcji i organizacji oceny wartości użytkowej w tej populacji.

W końcu lat 80–tych, ze względu na pogarszającą się sytuację w rolnictwie i drastyczny spadek opłacalności produkcji owczarskiej istnienie tej i tak niewielkiej populacji zostało poważnie zagrożone. Konieczność ratowania nielicznych już w terenie owiec olkuskich z likwidowanych stad stała się bardzo nagląca — obok powstałego wcześniej stada należącego do Katedry Rozrodu Zwierząt Akademii Rolniczej w Krakowie, stawki owiec olkuskich zakupione zostały do Instytutu Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN w Jastrzębcu, Akademii Rolniczej w Lublinie i Akademii Rolniczej w Poznaniu. Jako ostatnie, w 1992 roku, utworzono stado w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym w Żelaznej. Było to możliwe dzięki funduszom uzyskanym przez Katedrę Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt SGGW z Animal Production and Health Division, FAO.