Omerzu wurde 1970 in Oberhausen-Osterfeld geboren. Nach dem Abitur studierte sie von 1990 bis 1995 evangelische Theologie und Anglistik an der Gerhard-Mercator-Universität Duisburg. Dort war sie ab 1996 wissenschaftliche Mitarbeiterin, zunächst an einem DFG-Projekt, ab 1996 im Fach Neues Testament. 1997 wechselte sie zur Johannes Gutenberg-Universität Mainz, wo sie 2002 promovierte und ab 2003 Juniorprofessorin für Neues Testament wurde. Nach Vertretungsprofessuren an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (Sommersemester 2007) und an der Ludwig-Maximilians-Universität München (Wintersemester 2008/2009) hat sie zum Sommersemester 2009 eine Professur für Neues Testament an der theologischen Fakultät der Universität Kopenhagen angetreten.
Der Prozeß des Paulus. Eine exegetische und rechtshistorische Untersuchung der Apostelgeschichte (= Zeitschrift für die neutestamentliche Wissenschaft. Beihefte. 115). de Gruyter, Berlin/New York 2002, ISBN 3-11-017512-6 (Zugleich: Mainz, Universität, Dissertation, 2001/2002).
„Es gibt nicht mehr männlich und weiblich...“. Zur Bedeutung von Frauen im frühen Christentum. In: Sigrid Schmitt (Hrsg.): Frauen und Kirche (= Mainzer Vorträge. 6). Steiner, Stuttgart 2002, ISBN 3-515-08060-0, S. 1–24.
Das Imperium schlägt zurück – Die Apologetik der Apostelgeschichte auf dem Prüfstand. In: Zeitschrift für Neues Testament. Band 18, 2006, ISSN1435-2249, S. 26–36.
The Portrayal of Paul’s Outer Appearance in the Acts of Paul and Thecla. Re-Considering the Correspondence between Body and Personality in Ancient Literature. In: Religion and Theology: A Journal of Contemporary Religious Discourse, Band 15, Heft 3/4, 2008, ISSN1574-3012, S. 252–279, Online.
als Herausgeberin
mit Katharina Greschat: Körper und Kommunikation. Beiträge aus der theologischen Genderforschung. Evangelische Verlags-Anstalt, Leipzig 2003, ISBN 3-374-02042-9.
mit Eckart David Schmidt: Paulus und Petrus. Geschichte – Theologie – Rezeption. Festschrift für Friedrich Wilhelm Horn zu seinem 60. Geburtstag (= Arbeiten zur Bibel und ihrer Geschichte. 48). Evangelische Verlags-Anstalt, Leipzig 2016, ISBN 978-3-374-04144-2.
mit Mogens Müller: Gospel Interpretation and the Q-Hypothesis (= The Library of New Testament Studies. 573). Bloomsbury Academic, London 2018, ISBN 978-0-567-67004-5 (englisch).