Olivia Wilde je dcérou žurnalistu a scenáristu filmu Peacemaker Andrewa Cockburna a Leslie Redlichovej, producentky seriálu 60 Minút.
Narodila sa v New Yorku, 10. marca 1984. Bola krstená menom Olivia Cockburn, ale sama si zmenila priezvisko čisto pre herecké účely. Inšpirovala ju k tomu jej ohromná zanietenosť a láska k hereckému remeslu.
Prvá rola Olivie prichádza v roku 2003 v napínavej, ale krátkej seriálovej dráme SKIN, v ktorej hrala Jewel Goldmanovú. Keď vyšlo najavo, že ďalšia séria tohto seriálu sa nebude natáčať, spravila nový rázny krok a plne sa koncentrovala len sa svoj osobný život. Ešte v tom roku si zobrala dokumentaristu menom Tao Ruspoli.
Postava čašníčky a správkyne baru Alex Kelly v seriáli O.C. CALIFORNIA jej priniesla výrazného zviditeľnenia, predovšetkým zo strany mužského pohlavia. Zaskvela sa skvelým stvárnením lesbičky, ktorá dostala aj jednu z hlavných hrdiniek seriálu Marissu...