Vedova dello psicologo assassinato Bruce Willis in Il sesto senso, Olivia Williams è la preziosa alleata del gruppo mutante degli X-Men: Conflitto finale nonché l'austera direttrice della "setta" di sperimentatori scientifici, nota come Dollhouse.

Origini
Figlia di una coppia di avvocati, l'attrice londinese consegue la laurea in Letteratura Inglese presso il Newnham College di Cambridge. In seguito, studia Arte Drammatica al Bristol Old Vic Theatre School, dove vi rimane per ventiquattro mesi, per poi approdare nella prestigiosa Royal Shakespeare Company, per circa tre anni.

Carriera Cinematografica
Debutta nel 1997, seducendo L'uomo del giorno dopo Kevin Costner, nel flop postatomico diretto da Mr."Balla coi lupi". Nel 1998, viene contesa dal brillante allievo Jason Schwartzman e dal magnate dell'acciaio Bill Murray, nel rinomato college di Rushmore. Nel 2002, sorprende la sorella Helena Bonham Carter ad insidiare il partner Paul Bettany, nel romance The Heart of Me, per il quale ottiene un British Independent Film Award. Successivamente, coccola la figlia Wendy, cotta di Peter Pan, ed insegna alla studentessa universitaria, Carey Mulligan, in An Education. Il 2010 la trova al fianco del marito Ian Dury alias Andy Serkis, nel biopic del leader dei Blockheads, Sex & Drugs & Rock & Roll. Inoltre, è la consorte dell'ex primo ministro britannico, Pierce Brosnan, nel mystery di Roman Polanski: L'uomo nell'ombra.
Dopo il thriller di Joe Wright Hanna (2011), la troviamo l'anno successivo nell'adattamento del regista britannico di Anna Karenina, e nei panni di Eleanor Roosevelt nel film di Roger Michell A Royal Weekend.
Tra le più recenti interpretazioni troviamo Vittoria e Abdul (2017) di Stephen Frears e The Father - Nulla è come sembra (2020) di Florian Zeller.

Vita Privata
Nel 2001, Olivia perde il padre stroncato da un attacco cardiaco. La Williams è sposata con l'attore afroamericano, Rhashan Stone, dal quale ha avuto due figli: Esme e Roxana. Tra le sue precedenti relazioni figurano il collega Jonathan Cake e il canadese Peter McCalmack.