Тя започва кариерата си като актриса в телевизионен сериал и става известна след ролята си в „Доктор Хаус“ От 2003 до 2011 г. Оливия е омъжена за режисьора Тао Русполи, син на италианския аристократ Алесандро Русполи. Оливия Уайлд е само на 18 години, когато се омъжа за представител на едно от най-известните католически аристократични семейства. Сватбата е в стар италиански замък. След 8-годишен брак двойката се разделя.