D'origine chinoise et allemande, Lisa Olivia Munn, de son vrai nom, grandit dans une famille de cinq enfants. Elle n'a que deux ans lorsque sa mère se remarie avec un officier de la United States Air Force, les obligeant par la suite à déménager plusieurs fois. C'est à Tokyo et Los Angeles qu'elle passe le plus de temps, avant de revenir définitivement à la Cité des Anges pour entamer sa carrière d'actrice.

Forte de son expérience en tant que mannequin au Japon et de ses études dramatiques à l'Université de l'Oklahoma, elle intègre en 2004 la chaîne télévisée Fox Sports Net pour laquelle elle commente pendant un temps le football universitaire et le basketball féminin. Peu convaincue par cette expérience, elle parvient parallèlement à obtenir de petits rôles, notamment dans Scarecrow, l'ultime massacre, sous le nom de Lisa Munn.

Sa plastique 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 joue dans son premier long-métrage en 2005, une comédie titrée "The Road to Canyon Lake", mais continue 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 à partir de 2006.

Apparaissant 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 notable, celui d'une infirmière dans un asile de fous. Elle se fait remarquer aux côtés de Robert Downey Jr. dans Iron Man 2 pour ses qualités d'improvisation. De plus en plus connue via ses apparitions télévisuelles, en tant que présentatrice ou commentatrice, elle devient la star vedette de la série Perfect Couples en 2010. Malheureusement, le programme est stoppé avant la fin de la première saison. 

Continuant sur sa lancée, elle présente de plus en plus de programmes et shows télés américains tout en se contentant de seconds rôles et 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 Délivre nous du mal et avec Johnny Depp dans la comédie Mortdecai, plus proche de son registre habituel. 

Dès 2016, elle accède à des plus grosses productions comme Zoolander 2, X-Men: Apocalypse dans le rôle de la mutante Psylocke et The Predator, suite très attendue de la célèbre saga initiée par John McTiernan. 

Claire Lefranc