Olivier Martinez (Parigi, 12 gennaio 1966) è un attore francese.
Nasce a Parigi, figlio di un pugile spagnolo nato nel Marocco spagnolo e di una segretaria francese. È apparso in produzioni francesi ma anche hollywoodiane come Unfaithful - L'amore infedele di Adrian Lyne. Nel 1993 ha vinto il Premio Jean Gabin e nel 1994 il Premio César per la migliore promessa maschile per la sua interpretazione in Uno, due, tre, stella! (1993), mentre nel 1997 è protagonista nel film di Juan José Bigas Luna L'immagine del desiderio (La femme de chambre du Titanic).
Dopo Unfaithful, con il quale si fa conoscere anche negli Stati Uniti, lavora nel film tv The Roman Spring of Mrs. Stone (2003) al fianco di Helen Mirren e Anne Bancroft, in S.W.A.T. - Squadra speciale anticrimine (2003) con Colin Farrell e Samuel L. Jackson e il thriller Identità violate (2004) con Angelina Jolie e Ethan Hawke. Nel 2014 ha preso parte alla terza stagione della serie tv Revenge nel ruolo di Pascal LeMarchal.