Der Steckbrief von Olivia Wilde weist irische Vorfahren auf - nicht verwunderlich, dass sie neben Andover, Massachusetts, auch Dublin als Ausbildungsort zur Schauspielerin gewählt hat. Zurück in den USA startete sie ab 2003 mit internationalen Fernsehserien durch. Nach der kurzlebigen Liebesserie "Skin" (2003) folgten ihre Rollen als Alex Kelly in "O.C., California" (2004 - 2005), als Jenny Reilly in "The Black Donnellys" (2007) und als "Dr. Remy Hadley" in der Kultserie "Dr. House" (2007 - 2012).
Im Kino sah man Olivia Wilde erstmals 2004 in der Teenie-Komödie "The Girl Next Door", bevor sie sich meistens ernsteren und fantastischen Stoffen zuwendete. Dazu zählen das Drama "Alpha Dog" (2006), der Horrorfilm "Turistas" (2006), der Action-Streifen "Kill Bobby Z" (2007) und zuletzt Science-Fiction-Kracher wie "Tron: Legacy" (2010), "Cowboys und Aliens" (2011) und "In Time - Deine Zeit läuft ab" (2011).
Neben ihrer Karriere als Schauspielerin ist die bekennende Veganerin vielseitig engagiert. 2008 unterstützte sie den demokratischen Präsidentschaftskandidaten Barak Obama bei den US-Wahlen und posierte als Fotomodell für die Parfümmarke Escada (2009) und die Amerikanische Bürgerrechtsunion ACLU (2010). Dazu engagiert sie sich sozial und kulturell für unabhängige Theater-Events, Filmfestivals und die Friedensarbeit.
Olivia Wilde war von 2003 bis 2011 mit dem adligen italienischen Filmregisseur und Fotografen Tao Ruspoli verheiratet, der zehn Jahre älter als sie war. Seit der Trennung ist die Schauspielerin mit ihrem Kollege Jason Sudeikis zusammen. 2013 muss sich die Schauspielerin mit Hass-Nachrichten von den sogenannten "Beliebern" herumplagen. Olvia Wilde hatte im Vorfeld über das Benehmen von Justin Bieber gewettert.