Mide 1'78.
Olivier Martínez es hijo de un mecánico que también probó suerte como boxeador y de una secretaria. Su abuelo es de origen español, concretamente de Andalucía.
Tras probar fortuna en diferentes oficios, Olivier estudió interpretación en el Conservatorio Internacional de París antes de comenzar a aparecer en series televisivas francesas.
En el año 1990 debutó en el cine con "Plein Fer", un film dirigido por Josée Dayan.
Tras protagonizar un par de títulos más, alcanzó renombre internacional al protagonizar junto a Juliette Binoche "El Húsar En El Tejado" (1995), una película de Jean-Paul Rappeneau por la que recibió comparaciones con Alain Delon.
Después de filmar con diferentes nombres del cine europeo, como Bertrand Blier, Bigas Luna o Mario Camus, Olivier logró rodar en Hollywood con títulos como "Antes que anochezca" (2000) de Julian Schnabel o "Infiel" (2002) de Adrian Lyne.
Fue novio de la actriz Mira Sorvino, protagonista femenina de la película de Woody Allen "Poderosa Afrodita" y de Michelle Rodriguez. También se le rumoreó un romance con Juliette Binoche y más tarde fue pareja de la cantante Kylie Minogue, con quien rompió a comienzos del año 2007. Fue pareja después de la actriz Goya Toledo y de Elsa Pataky. Actualmente está comprometido en matrimonio con Halle Berry.
Algunos de sus últimos estrenos son "Vidas Ajenas" (2004), en donde compartía créditos con Angelina Jolie, y "La Marca Del Lobo" (2007), terror adolescente ambientado en Rumanía.
