Olivier Martinez, 12 Ocak 1966 tarihinde Paris, Fransa'da dünyaya gelmiştir. İspanyol kökenli profesyonel bir boksör olan baba ve Fransız bir sekreter annenin oğlu olarak işçi sınıfı bir ailede büyüyen Martinez, gençlik yıllarında babasının izinden giderek boksla ilgilendi ve okuldan ayrılarak çeşitli işlerde çalıştı. Ancak 23 yaşında, arkadaşlarının teşvikiyle prestijli Conservatoire national supérieur d'art dramatique'e (CNSAD) kaydolarak oyunculuk eğitimine başladı. Kariyerine Fransız televizyonlarında ve tiyatrosunda başlayan Martinez, sinemadaki büyük çıkışını Yves Montand ile birlikte rol aldığı "IP5: L'île aux pachydermes" (1992) filmiyle yaptı. Ancak asıl tanınırlığını ve eleştirel başarısını, Bertrand Blier'in yönettiği "Un, deux, trois, soleil" (1993) filmindeki performansıyla elde etti; bu rol ona 1994 yılında "En İyi Umut Vaat Eden Erkek Oyuncu" dalında César Ödülü'nü kazandırdı. Ardından Juliette Binoche ile başrolü paylaştığı, döneminin en pahalı Fransız yapımı olan epik romantik drama "Damdaki Süvari" (Le Hussard sur le toit) (1995) ile uluslararası alanda dikkat çekti ve medyada "Fransız Brad Pitt" olarak anılmaya başlandı. 2000'li yılların başında Hollywood'a geçiş yapan Martinez, Julian Schnabel'in yönettiği "Before Night Falls" (2000) filminde Javier Bardem ile birlikte rol aldı. Amerikan sinemasındaki en ikonik rolü ise Adrian Lyne'ın yönettiği erotik gerilim filmi "Sadakatsiz" (Unfaithful) (2002) oldu. Diane Lane ve Richard Gere ile başrolü paylaştığı bu filmde canlandırdığı kitap satıcısı Paul Martel karakteri, onu dünya çapında tanınan bir isim haline getirdi. Bu başarının ardından "S.W.A.T." (2003) filminde bir uyuşturucu baronunu ve Angelina Jolie ile Ethan Hawke'ın yer aldığı "Hayatın Benim" (Taking Lives) (2004) filminde bir dedektifi canlandırarak aksiyon ve gerilim türlerindeki yeteneğini sergiledi. Kariyerinin ilerleyen dönemlerinde hem Avrupa hem de Amerikan yapımlarında yer almaya devam eden aktör, "Blood and Chocolate" (2007) ve macera filmi "Dark Tide" (2012) gibi projelerde boy gösterdi. Televizyon dünyasında da aktif olan Martinez, popüler dizi "Revenge" (2014), tarihi mini dizi "Texas Rising" (2015) ve bilimkurgu serisi "Mars" (2016) gibi yapımlarda rol aldı. Yakın dönemde ise dini drama "Paul, Apostle of Christ" (2018) filminde Mauritius karakterine hayat verdi ve Apple TV+ komedi dizisi "Loot" (2022) kadrosunda yer aldı.