Nacida el 14 de noviembre de 1972, en una pequeña ciudad de la antigua URSS (la actual Ucrania), Olga Konstantinovna Kurylenko fue descubierta a la edad de 16 años por un agente de modelos francés durante unas vacaciones en Moscú. Rapidamente comenzó a trabajar como modelo de varias marcas reconocidas en la industria de la moda en París. En 2004 obtiene su primer papel protagonista en el filme francés L’Annulaire, de Diane Bertrand, por la que recibe un gran reconocimiento por parte de la crítica.Tras diversos trabajos en películas como Paris, te amo (2006) o Le serpent (2006), da el salto a Hollywood gracias a la coproducción franco-americana Hitman (2007), a la que siguen otros títulos como Max Payne (2008), Quantum of Solace (2008), Centurión (2010) o Encontrarás dragones (2011). Su proyecto más reciente es en la película Johnny English: de nuevo en acción, estrenada en 2018 y en la que comparte créditos con Emma Thompson y Rowan Atkinson.