Jego matka jest Francuzką, zaś ojciec Hiszpanem pochodzenia marokańskiego. Dorastał na przedmieściach Paryża w dzielnicy robotniczej. Dość szybko porzucił szkołę i zaczął pracować. Idąc w ślady ojca Olivier Matrinez uprawiał boks, planował nawet zawodową karierę, jednak kontuzja pokrzyżowała jego plany. Pracował jako mechanik samochody w warsztacie ojca, kiedy przyjaciele namówili go do spróbowania aktorstwa. 23-letni Martinez udał się na przesłuchanie do paryskiej Conservatoire National Superieur d'Art Dramatique, gdzie od razu został przyjęty. Po ukończeniu szkoły aktorskiej grywał w teatrze i w filmach telewizyjnych, zaś na dużym ekranie zadebiutował rolą w filmie „Plein fer” (1990). Pierwszym ważnym filmem w jego karierze…
