Olivier Martinez studiował w Conservatoire National Superieur d’Art Dramatique. Zadebiutował w “IP5” u boku Yves Montanda. Dalsze jego filmy to m.in.: “1,2,3 Soleil” (Cezar dla najbardziej obiecującego młodego aktora roku), “Huzar”, “Mój mężczyzna”, “Pokojówka z Titanica”, “La Ville des Prodiges”, “Toreros”, “Before Night Falls” oraz telewizyjnej adaptacji “Rzymskiej wiosny pani Stone” Tennessee Williamsa u boku Helen Mirren.
