Olivia d'Abo, pe numele complet Olivia Jane d'Abo, s-a născut la 22.01.1969, în Paddington, Londra, Anglia, Marea Britanie. Ea este fiica lui Maggie London, model și actriță engleză activă în principal în anii 1960, și a lui Mike d'Abo, cântăreț englez și membru al grupului muzical din anii 1960, Manfred Mann. Are un frate mai mare, doi frați vitregi și o soră vitregă; fratele mai mare Ben, fratele vitreg mai mic Bruno și gemenii mai mici Ella și Louis (născuți în iulie 2007) din partea tatălui ei. Olivia și Ben au urmat amândoi liceul în Statele Unite la Los Feliz Hills School (fosta Apple School) din Los Angeles, iar d'Abo a urmat Liceul Pacoima din Paicoma, Los Angeles. Ea este verișoara primară din partea tatălui ei, actrița Maryam d'Abo, (născută în 1960). Olivia și Maryam și-au cumpărat împreună o casă în Los Angeles, când Olivia avea 19 ani. Actriță și cântăreață, activă din 1984, Olivia s-a remarcat în rolurile: Karen Arnold din seria The Wonder Years (1988–1993), Nicole Wallace din Law & Order: Criminal Intent (2002-2008), Amanda Rogers din Star Trek: The Next Generation, episodul True Q (1992), Marie Blake din The Single Guy (1995–1997), Perry Marks în 3 episoade din sezonul 5 (1999) din Party of Five, Jane Porter din Legenda lui Tarzan (2001–2003), Abby Carter din serialul Eureka (2007, în două episoade). A avut roluri în filme, precum: Conan the Destroyer (1984, rolul Prințesa Jehnna), The Spirit of '76 (1990), Bank Robber (1993), Greedy (1994), The Big Green (1995), The Twilight Zone (2002). Pe scenă, a apărut în producția teatrală de pe Broadway, în 2005, The Odd Couple. În animație, D'Abo a exprimat vocile pentru Sonya Blade în Mortal Kombat: Defenders of the Realm (1996); Melanie Walker/Ten în Batman Beyond (1999–2000); Star Sapphire în Justice League (2001); Morgane le Fey în Justice League Unlimited (2004); Tak în Invader Zim (2001–2002); Maestrul Jedi Luminara Unduli în Star Wars: The Clone Wars (2008); Carol Ferris în Green Lantern: First Flight (2009); Natalia Romanoff în Ultimate Avengers și Ultimate Avengers 2: Rise of the Panther (ambele din 2006). În calitate de cântăreață, compozitoare, chitaristă și pianistă, ea a compus și a cântat pentru diverse coloane sonore. Single-ul ei Broken este în filmul Lovind Annabelle. Albumul ei de debut, Not TV, a fost lansat în iulie 2008. D'Abo a interpretat, de asemenea, vocale pentru Help Yourself al lui Julian Lennon și un duet cu Broken al lui Seal. Ea a co-scris melodia Love Comes from the Inside cu cântăreața italiană Laura Pausini, prezentată pe albumul de debut în limba engleză al lui Pausini, From the Inside. D'Abo a interpretat un duet pe Livin' on a Prayer al lui Bon Jovi pentru albumul lor din 2003, This Left Feels Right. În octombrie 2015, d'Abo a lansat un podcast săptămânal numit Every Friday with Dan and Olivia, găzduind programul împreună cu Dan Miles din podcastul muzical Friends of Dan. Pe 8 iulie 2016, d'Abo a apărut în podcastul TV Guidance Counselor al lui Ken Reid. În plan personal, logodna lui D'Abo cu cântărețul Julian Lennon s-a încheiat în 1992. Fiul ei, Oliver William d'Abo, s-a născut în 1995. În 1998, ea s-a logodit cu actorul Thomas Jane după ce a lucrat cu el la mai multe proiecte, inclusiv Viteza lui Gary și Jonni Nitro. În 2001, cuplul a anulat logodna. D'Abo a fost căsătorită cu compozitorul și producătorul muzical Patrick Leonard, din 2002 până în 2012. S-a întâlnit cu skateboarderul profesionist James Quakenbush, din 2019 până în 2022.