Лиза Оливия Манн родилась 3 июля 1980 года в американском городе Оклахома-Сити, в семье китаянки вьетнамского происхождения Ким Шмид и ирландца с немецкими корнями Уинстона Манна.

Когда Оливии было два года, ее родители развелись, и вскоре мать во второй раз вышла замуж, за военнослужащего воздушных сил США. Вместе с мамой и ее новым мужем юная Манн путешествовала по многим странам мира, но большую часть своего детства она провела в Токио. Во время проживания в Японии Оливия играла в театре, а также была моделью в японской индустрии моды.

Когда Оливии было пятнадцать лет ее мама и отчим развелись, и она возвратилась в Оклахому, где окончила школу Putnam City North High School, а также получила образование по специальностям журналистика и японское театральное искусство в Университете Оклахомы.

После окончания университета Оливия стала стажером на телеканале KJRH-TV в городе Талса, но не задержалась там надолго и переехала в Лос-Анджелес, чтобы начать актерскую карьеру.

В 2004 году Оливия получила работу вспомогательного репортера на телеканале Fox Sports Net, но вскоре отказалась от этой работы.

В том же году Манн дебютировала в кино, она получила эпизодическую роль в фильме ужасов «Злость пугало», а также снялась в клипе рок-группы «Zebrahead» на песню «Hello Tomorrow».

В 2006 году Оливия получила роль Мили Акуны в сериале «Beyond the Break», которую она играла в течение двух сезонов и которая принесла ей первую известность на телевидении.

В 2007 году она получила роль секретарши в комедии Роба Шнайдера «Большой Стэн», а в 2008 году снялась в роли второго плана в триллере «Пожираемые заживо».

В 2009 году Манн появилась в комедии «Верзила Салмон», а также появилась в роли Ланы сериале «Университет».

В 2010 году Оливия Манн исполнила роль Чесс Робертс в фантастическом фильме Джона Фавро «Железный человек 2», главные роли в котором сыграли Роберт Дауни мл., Микки Рурк и Гвинет Пэлтроу.

В 2010-2011 годах актриса исполняла роль Ли в сериале «Идеальные пары». Также в 2011 году Манн снялась вместе с Сарой Джессикой Паркер в комедии «Я не знаю, как она делает это».

В 2012 году Оливия Манн сыграла свою первую главную роль на большом экране, она появилась в роли Одри в комедии «Детородные». В том же году она снялась в комедийной драме Стивена Содерберга «Супер Майк».

В 2013 году Манн появилась в сериалах «Новенькая» и «Новости».

В 2014 году Оливия вместе с Эриком Баной и Эдгаром Рамиресом снялась в фильме ужасов «Избави нас от лукавого». В том же году Манн вместе с Джонни Деппом снялась в комедии «Мордекай», выход которой запланирован на январь 2015 года, а также была утверждена на главную роль в комедии «Совместная поездка 2» (2016).