Olivia Thirlby (Nueva York, 6 de octubre de 1986) es una actriz estadounidense, conocida por su papel como, la Jueza Anderson en Dredd, también por Leah, la mejor amiga del personaje de Ellen Page en la película Juno.
En junio de 2008, Thirlby fue descrita por la revista Vanity Fair como uno de los miembros de la "nueva ola de Hollywood", junto con otros jóvenes actores, incluyendo al reparto de Gossip Girl, The Jonas Brothers, Emma Roberts, Amanda Seyfried, Kristen Stewart, Josh Peck y Christopher Mintz-Plasse.
Thirlby nació en Nueva York. Es hija de una ejecutiva de publicidad y un contratista. Creció en el vecindario de East Village en Manhattan. Asistió a la escuela Friends Seminary en el vecindario de Gramercy Park, donde se graduó en una clase de 57 estudiantes. También asistió al Festival de Artes Escénicas de French Woods en el norte de Nueva York. Tomó clases en el Teatro American Globe, y brevemente en la Royal Academy of Dramatic Art de Londres, donde completó el curso de lucha escénica en la British Academy of Stage and Screen Combat (BASSC).