Olga Konstantinovna Kurylenko est née le 14 novembre 1979 à Berdyansk en Ukraine. Peu de temps après sa naissance, ses parents divorcent. Pour survivre, sa mère travaille en tant que professeur. Durant sa jeunesse, Olga n’a pas le choix, elle vit dans la pauvreté. Elle arrive quand même à étudier l’art, les langues, et a fait 7 ans de piano dans une école de musique.
Agée que de 13 ans, Olga et sa mère font un voyage à Moscou. Alors qu’elles sont dans le métro, Olga est repérée par un directeur de casting et se lance alors dans le mannequinat, profession qu’elle exerce d’abord dans son pays d’origine, l’Ukraine. A 16 ans, elle s’installe à Paris et après le français en six mois. Par la suite, elle signe un contrat avec l’agence Madison. A 18 ans, la jeune Olga fait la couverture de Glamour puis celle de Elle, Madame Figaro, Marie Claire et Vogue. Elle devient égérie pour Kenzo, Helena Rubenstein.
En 1999, Olga se marie avec le français photographe Cedric Van Mol mais divorceront 3 ans plus tard. Olga se décide alors de se lancer elle-même dans le cinéma.
En 2005, Olga fait ses premiers pas dans le septième Art. Elle apparaît dans
L'Annulaire de Diane Bertrand dans lequel elle tient le rôle principal. L’année suivante, elle fait partie du casting de
Paris, Je T'Aime dans le court-métrage Quartier De La Madelaine où elle incarne une vampire aux côtés d’Elijah Wood. En 2007, elle tourne dans le thriller
Le Serpent d’Eric Barbier avec Yvan Attal et de Clovis Cornillac. Puis, elle sera Eva Pires dans la série française
Suspectes.
En 2007 elle fait également ses premiers pas dans le cinéma outre-atlantique puisqu’elle est à l’affiche de
Hitman de Xavier Gens.
L’année 2008 sera importante pour elle. Elle interprète Camille, la James Bond girl dans
Quantum Of Solace la suite de
Casino Royale.