Olga Kurylenko lahir pada 14 November 1979 di Berdyansk, Ukraina, saat itu masih bagian dari Uni Soviet. Ia dibesarkan oleh ibunya dalam kondisi yang penuh tantangan. Pada usia 13 tahun, Olga ditemukan oleh pencari bakat di Moskow, yang membawanya ke Paris untuk mengejar karier sebagai model. Pada usia 16 tahun, ia telah menjadi model terkenal, tetapi ambisinya untuk menjadi aktris membawanya ke dunia perfilman.

Karier aktingnya dimulai dengan film-film berbahasa Prancis sebelum ia mendapatkan peran besar sebagai Camille Montes dalam film James Bond, Quantum of Solace (2008). Peran ini membawanya ke perhatian internasional. Ia juga tampil dalam film Oblivion (2013) bersama Tom Cruise dan The Death of Stalin (2017). Kurylenko dikenal karena penampilannya yang memukau dan kemampuan untuk membawa kedalaman emosional ke berbagai peran yang ia mainkan.