Có một con trai: Maceo Martinez (sinh ngày 5 tháng 10 năm 2013) với vợ xa lạ, Halle Berry.
Mẹ của anh ấy là người Pháp và cha là người Tây Ban Nha- Maroc.
Đã đính hôn với Halle Berry vào ngày 11 tháng 1 năm 2012. Trước đó cũng có quan hệ với Kylie Minogue (2003-2007), Juliette Binoche (1995-1998), Rosie Huntington-Whiteley, Angelina Jolie và Mira Sorvino.
Có một con chó tên Sheba.
Olivier đã thi đấu với hạng welterweight ở châu Âu, theo bước chân của người cha cũng từng là võ sĩ quyền Anh. Người mẹ người Pháp của Olivier làm công việc thư ký và người cha làm nghề thợ máy.
Nếu tôi phải phải yêu các diễn viên mà tôi đóng cùng và sống trong các tình huống tôi phải đóng, tôi sẽ bị mất mát! Tôi cần phải vững vàng và biết rõ mình là ai để có niềm vui trong việc tạo ra một cái gì đó khác. Tôi nhận thấy, khi nói chuyện với các diễn viên khác, họ thường để sự mơ hồ tồn tại. Tôi không thích sự mơ hồ, nó nguy hiểm. Tôi cần có khoảng cách. Tôi cũng nghĩ rằng kết quả sẽ ngăn cản khán giả từ việc đồng cảm với các nhân vật. Nếu bạn cảm nhận mọi thứ quá mạnh, bạn đơn giản là đóng cửa.
Tôi không cảm thấy thoải mái lắm. Tôi luôn nói rằng tôi không cảm thấy thoải mái lắm trong những cảnh tình yêu vì tôi rụt rè, vì tôi không thể diễn trần trụi. Điều này rất hiếm khi xảy ra với diễn viên người Pháp. Tôi có vấn đề với điều đó. Nhưng như tôi đã nói, khi tôi đấm ai đó trong một bộ phim, tôi không làm thật. [Đó là] nghệ thuật nói dối và chúng tôi cố gắng nói dối rất tốt, trong những cảnh tình yêu của chúng tôi cũng vậy.
Tôi cá nhân nghĩ rằng bạn phải tin vào một điều gì đó. Bạn phải có quan điểm về mọi thứ, ngay cả khi bạn phải thay đổi nó thường xuyên. Đó là khía cạnh khủng bố của tôi đang hoạt động! Tôi cần có định kiến để đưa ra quyết định của mình, tôi không được để bị xâm chiếm bởi chủ nghĩa cực đoan. Tốt hơn là sai trong quyết định của mình và sau đó rút lui, hơn là không chọn điều gì cả.
Khi còn nhỏ, bạn xem những bộ phim mà bố mẹ bạn xem. Cha tôi thích xem Lino Ventura hơn là Ingmar Bergman. Mỗi ngôi nhà có văn hóa riêng, gốc rễ riêng, câu chuyện riêng, điều đó có nghĩa là những bộ phim phát sóng vào giờ vàng.
Tôi đã từng gần chết. Một tai nạn xe máy nghiêm trọng. Nó khiến tôi không còn đùa giỡn với hiểm nguy! Thật là một niềm vui khi có thể đi lại sau một khoảng thời gian dừng vận động. Đó là sự vui thú phi thường. Và nó điều chỉnh mọi thứ: tiền bạc, danh tiếng... Tôi không còn sợ chết nữa, tôi sợ đau đớn.
