Olivia Thirlby est une actrice américaine née le 6 octobre 1986 à New York (États-Unis). Elle est principalement connue pour avoir incarné Leah, la meilleure amie d'Ellen Page dans Juno.
Elle a également tenu des rôles importants dans une majorité de films indépendants ou films d’auteurs comme dans Wackness, Snow Angels et New York, I Love You. Elle a également tenu le rôle principal féminin de Si j'étais toi, remake d’un film japonais réalisé par Vincent Pérez.
Olivia Thirlby est née à New York, d'une mère cadre dans la publicité et d'un père entrepreneur. Elle a grandi à East Village, quartier de Manhattan, où elle scolarisée au Friends Seminary, dans le quartier de Gramercy, et où elle a obtenu un diplôme. Formée au théâtre shakespearien, elle a également fait ses classes au French Woods Festival of the Performing Arts (en), dans l'État de New York, ainsi qu'au American Globe Theatre et brièvement au Royal Academy of Dramatic Art de Londres.