Сара Кэролайн Оливия Колман родилась в Норвиче, графство Норфолк, в семье инженера-геодезиста и медсестры. Окончив школу, она поступила в педагогический колледж, но участие в театральном кружке изменило её планы. Оливия поступила в театральную школу в Бристоле и начала сниматься в сериалах. В 2001 году она вышла замуж за писателя Эда Синклера, родила в браке двух сыновей и дочь.
Колман получила множество наград за свою карьеру — «Оскар», BAFTA, «Золотой глобус», «Эмми». Премию Американской киноакадемии ей принесла роль королевы Анны в фильме «Фаворитка». Также Колман исполнила роль Елизаветы II в двух сезонах сериала «Корона», сменив на посту актрису Клэр Фой.