Biographie :
D'origine chinoise et allemande, Lisa Olivia Munn, de son vrai nom, a grandi dans une famille de cinq enfants. Elle n’a que deux ans lorsque sa mère se remarie avec un officier de l’armée de l’air américaine, les obligeant ensuite à déménager plusieurs fois. C'est à Tokyo et à Los Angeles qu'elle passe le plus de temps, avant de revenir définitivement dans la Cité des Anges pour débuter sa carrière d'actrice.
Forte de son expérience de mannequin au Japon et de ses études d'art dramatique à l'université d'Oklahoma, elle rejoint en 2004 la chaîne de télévision Fox Sports Net, où elle commente un temps le football universitaire et le basket féminin. Peu convaincue par cette expérience, elle parvient également à obtenir des petits rôles, notamment dans Scarecrow, le massacre ultime, sous le nom de Lisa Munn.
Sa silhouette lui vaut un rôle de surfeuse dans deux saisons de la série Makaha Surf, lui permettant de se faire connaître d'un plus large public. Elle a joué dans son premier long métrage en 2005, une comédie intitulée « The Road to Canyon Lake », mais a poursuivi sa carrière de présentatrice. Quittant le monde du sport pour celui du jeu vidéo, elle présente l'émission 'Attack of the Show !' avec Kevin Pereira pour la chaîne G4 de 2006.
Apparue dans Le Grand Stan, de et avec Rob Schneider, en 2007, c'est dans le film d'horreur Insanitarium (direct-to-DVD) qu'elle obtient son premier rôle marquant, celui d'une infirmière dans un asile. fou. Elle se démarque aux côtés de Robert Downey Jr. dans Iron Man 2 par ses talents d'improvisation. De plus en plus connue grâce à ses apparitions à la télévision, en tant que présentatrice ou commentatrice, elle devient la star vedette de la série Perfect Couples en 2010. Malheureusement, le programme est arrêté avant la fin de la première saison.
Poursuivant sur sa lancée, elle présente de plus en plus de programmes et d'émissions de télévision américaines tout en se contentant de seconds rôles et d'apparitions dans des longs métrages, comme dans Magic Mike, de Steven Soderbergh. En 2012, elle renoue en quelque sorte avec ses débuts en incarnant une journaliste dans la série d'Aaron Sorkin, The Newsroom. Consacrée deuxième plus belle femme du monde l'année suivante par le magazine masculin Maximal, Olivia Munn joue ensuite aux côtés d'Eric Bana dans Délivrez-nous du mal et avec Johnny Depp dans la comédie Mortdecai, plus proche de son registre habituel.
Dès 2016, elle a eu accès aux plus grosses productions comme Zoolander 2, X-Men : Apocalypse dans le rôle du mutant Psylocke et The Predator, la suite très attendue de la célèbre saga initiée par John McTiernan.