Elle est née à New York mais a grandi à Washington DC. Ses parents étaient journalistes. Diplômée de la Phillips Academy d'Andover, MA, elle y a étudié la comédie et a également réalisé et produit plus d'une vingtaine de productions de l'école. Elle a voyagé à l'étranger, notamment en Irlande, où elle a étudié à la Gaiety School of Acting à Dublin. Après avoir obtenu son diplôme de Phillips, elle a déménagé à Los Angeles et, tout en travaillant dans une agence de casting, a décroché un petit rôle dans le long métrage The Girl Next Door, avec Elisha Cuthbert. Depuis le 7 juin 2003, elle est mariée avec Tao Ruspoli, un prince italien, ce qui fait donc d'elle une princesse.
Proche du Parti démocrate, elle soutient Barack Obama lors de l'élection présidentielle de 2008 et participe à la campagne des élections de mi-mandat en 2010 en apparaissant dans un clip de campagne dénigrant le Parti républicain.

Un premier passage dans la série : Skins_(Royaume-Uni). Olivia a ensuite tourné dans The OC pour 13 épisodes. Elle a aussi tourné trois films qui sont sortis en 2005 aux USA : Alpha Dog avec Emile Hirsch et Justin Timberlake, Shmeckler Bickford's Cool Ideas avec Patrick Fugit et Conversations with Other Women avec Helena Bonham Carter et Aaron Eckhart.
En plus de son travail, Olivia est aussi un membre de l'équipe du Los Angeles Filmmaker's Cooperative. Elle est la rédactrice en chef de LAFCO NEWS, et est membre de la présidence département de l'éducation.
Depuis 2007, elle tient le rôle de Remy Hadley, alias "Numéro 13", dans la série Dr House.
En 2011, elle joue également des rôles importants dans les films Tron l'héritage (Disney) et Cowboys & Aliens.

Source : Wikipédia