Родилась в Костроме в семье служащих.
В 1953 г. поступила на литературный факультет Курского государственного педагогического института. Все годы учёбы активно участвовала в литературном студенческом кружке, которым руководил проф. И. М. Тойбин.
В 1958 г. после окончания института уехала из Курска, много ездила по стране, работала воспитателем в детском саду, продавцом книжного магазина и на др. случайных работах.
В 1963 г. переехала в г. Златоуст, вступила в литературное объединение «Мартен».
С 1964 г. активно выступает в периодической печати: в газете «Златоустовский рабочий», в журнале «Урал». На сцене Златоустовского драмтеатра (ныне - театр «Омнибус») поставлены первые спектакли по пьесам Бархоленко «Последние углы» и «Обуховке нужны чудаки».
В 1966 г. получила 2-ю премию на Всесоюзном конкурсе на лучшую пьесу о труде и рабочем классе, что позволило ей в том же году вступить в Союз писателей СССР.
Окончила Высшие литературные курсы при Литературном институте им. А. М. Горького (1969) и Высшие режиссерские курсы (1975).
До 1978 г. жила и работала на Урале, затем уехала в Калининград.
В 1985 г. вернулась в Челябинск.
Последние годы Бархоленко живет и работает в Вологде.
Первые рассказы Бархоленко распространялись ещё в Курске в рукописном виде.
С 1964 г. она активно выступает в периодической печати: в газетах «Златоустовский рабочий», «Уральская новь» (с 1965) и «Челябинский рабочий», в журнале «Урал».
В 1967 г. в Челябинске вышел 1-й сборник её рассказов «Сколько стоит песня». Первая пьеса «Обуховке нужны чудаки» опубликована в журнале «Театр».
Соч.: Сколько стоит песня. Рассказы. Челябинск, 1967; Отпусти синицу. Пьесы. Челябинск, 1974; Купава. Пьеса. М., 1976; Липовый чай. Рассказы. Челябинск, 1979; Он увидел. Роман. Челябинск, 1988.