Oливия Уайлд (Оливия Джейн Кобёрн) родилась 10 марта 1984 года в Нью-Йорке в семье известных журналистов Эндрю и Лесли Кобёрн. Оба её дяди, Александр и Патрик Кобёрн основали политический сайт CounterPunch, дедушка актрисы, Клод Кобёрн был известным новеллистом и журналистом, как и её тётя, Сара Кодвелл. Казалось бы, Оливия должна была связать свою жизнь с политикой или писательской деятельностью, однако, Оливия говорит, что захотела стать актрисой уже в раннем возрасте . И стала ею. Но это не помешало ей заниматься благотворительностью и участвовать в политической жизни своего государства.  

Оливия Уайлд была непростым подростком, красила волосы в немыслимые цвета, постоянно пропадала на улицах с бродячими музыкантами. Много путешествуя, Уайлд посещала разные учебные заведения, в частности: Дневную школу Джорджтауна, Академию Филлипса, а затем, переехав в Дублин – школу актёрского мастерства Гайете [к слову, там же учились Стюарт Таунсенд и Колин Фаррелл], и получив двойное гражданство, начала работать в качестве ассистента по подобру актёров. Активно сниматься Оливия начала после 2000 года. 

В 2003 году Оливия вышла замуж за итальянского режиссёра и фотографа Тао Располи. Пара прожила в счастливом браке 8 лет, а в марте 2011 года Оливия Уайлд подала на развод, указав в заявлении причину, типичную для знаменитостей: "непреодолимые разногласия". Детей у пары не было, поэтому им пришлось делить лишь дом в Венеции (Калифорния) и двух собак - Пако и Лолу. Судя по фото папарацци, Оливии остался Пако. 

Первыми большими работами Оливии стали фильмы "Альфа-Дог", "Туристас", "Порочные связи", но большую известность ей принесла роль Алекс Келли в сериале "Одинокие Сердца". Несмотря на то, что Оливия играла в нём недолго, она успела закрепить за собой образ целеустремлённой актрисы с большим будущим. Именно так о ней отзывался продюсер сериала Джош Шварц. Примерно в это же время, Оливия успела сняться в клипах "Stolen" для Dashboard Confessional и "So Far We Are" для French Kicks. 

В 2005 году Оливия рассматривалась на роль подружки Бонда в «Казино Рояль», но её получила Ева Грин. В 2007, Уайлд снялась в драме канала NBC «Братья Донелли» и в этом же году получила свою заветную роль – Рэми Борегард Хадли (Тринадцатая) в сериале канала FOX «Доктор Хаус». 

Издание The New York Observer высказалось так об Оливии: «У неё глубокий голос и широкая харизма, присущая старому Голливуду". В 2008 году Уайлд была в числе номинированных премии Teen Choice Awards как лучшая начинающая актриса ("Доктор Хаус"), и в числе победителей премии Vail Film Festival в номинации "Восходящая звезда" ("Доктор Хаус"). 

Затем Оливия сыграла в комедии "Начало времён" (2009), а потом получила роль, которая подняла актрису в категорию А, привлекла к ней внимание как режиссёров, так и папарацци - роль Куорры в долго ожидаемом фильме студии Дисней - "ТРОН: Наследие". 

Во время промоушена фильма, стало известно, что Оливия получила главную женскую роль в фильме "Ковбои против Пришельцев", который вышел летом 2011 года. Сейчас слухи о новых проектах появляются почти каждый месяц. И некоторые из них оправдываются. 

Послужной список будущих ролей Оливии огромен, а ведь это только начало, помимо этого актриса успевает летать на Гаити [она состоит в благотворительной организации ArtistsForPeaceandJustice], поддерживать политическую кампанию Барака Обамы и вести здоровый образ жизни [Оливия - вегетарианка].  

Что до личной жизни Оливии, она с юмором относится к своей популярности и старается не выставлять её напоказ. Журналисты уже сводили её после развода и с Райном Гослингом, и с Джастином Тимберлейком, однако, никаких подтверждений этому не было. С декабря 2011 года бойфрендом актрисы является комик Джейсон Судейкис. В январе 2012 года он сделал мисс Уайлд предложение и актриса ответила согласием.