Olivia Birkelund, 1963 yılında Manhattan, ABD'de doğdu. Kariyerine New York ve bölgesel tiyatrolarda (The New Group, The Stratford Festival, The Guthrie Theater) çalışarak başladı. Brown Üniversitesi ve Circle in the Square Theater School'da eğitim aldıktan sonra, 1990'lı yıllarda "All My Children" adlı günlük dizisinde Arlene Vaughan rolünü canlandırarak tanınmaya başladı. Bu rol, Birkelund'un kariyerinde önemli bir dönüm noktası oldu.
Birkelund, "Law & Order" dizisinin farklı bölümlerinde (1990, 1999) ve "Star Trek: Voyager" (1995) dizisinde yer aldı. "Kemik Koleksiyoncusu" (1999) filminde Lindsay Rubin karakterini canlandırdı. Ayrıca "The Good Wife" (2009) ve "Unforgettable" (2011) gibi popüler dizilerde de rol aldı. Birkelund, kariyeri boyunca çeşitli televizyon dizilerinde ve filmlerde yer aldı.