Olivia Jo Thirlby (ur. 6 października 1986 w Nowym Jorku) – amerykańska aktorka, która wystąpiła m.in. w filmie Juno.
Urodziła się w Nowym Jorku, studiowała w American Globe Theatre oraz Royal Academy of Dramatic Art w Londynie. Zadebiutowała w roku 2006 rolą w filmie Lot 93.