Olga Kurylenko nació el 14 de noviembre de 1979 en Berdyansk, Ucrania, cuando aún era parte de la Unión Soviética. Criada por su madre en un entorno humilde, su vida cambió a los 13 años , cuando fue descubierta por un artista en Moscú. A los 16 , se trasladó a París para iniciar una exitosa carrera en el modelaje, trabajando con marcas reconocidas como Dior, Lancôme y Bvlgari .
A pesar de su éxito en la moda, Kurylenko encontró en la actuación su verdadera pasión. Su debut en el cine llegó en 2005 con L'Annulaire , donde interpretó a una mujer enigmática, papel que le valió el reconocimiento internacional. Así mismo, durante el 2008 fue elegida como la "Chica Bond" en Quantum of Solace, interpretando a Camille Montes , una agente que busca venganza.
Desde entonces, ha trabajado en producciones de diversos géneros, destacándose en películas de acción y ciencia ficción como Oblivion, The November Man y Momentum. También ha incursionado en el cine de autor con títulos como To the Wonder, dirigida por Terrence Malick.
En 2021, se unió al Universo Cinematográfico de Marvel con Black Widow , interpretando a Antonia Dreykov , también conocida como Taskmaster. Ahora, retomará este papel en Thunderbolts, una de las películas más esperadas del Universo Cinematográfico de Marvel, donde compartirá pantalla con Florence Pugh, Sebastian Stan y David Harbour.