1955年1月25日，奥利维耶·阿萨亚斯出生在巴黎的一个犹太人知识分子家庭。之后，从巴黎市立艺术学院毕业，获得文学学士。后来，从巴黎第三大学现代文学系硕士毕业。
1979年，在漫画杂志《Metal Hurlant》上开始发表文章；同年，执导个人首部短片《著作权》。
1980年，开始进入《电影手册》担任编辑，直至1985年，其间策划了专号《香港制造》，首次系统介绍了香港电影。
1984年，执导纪录片《Winston Tong en studio》。
1985年，担任剧情电影《情陷夜巴黎》的编剧，该片入围第11届法国电影凯撒奖最佳剧本奖。
1986年，执导个人首部电影《迷乱》。
1988年，执导纪录片《我们这个时代的电影》。
1989年，执导由克洛蒂尔德·德贝塞主演的剧情电影《冬天的孩子》。
1990年，出版文学作品《与英格玛·伯格曼对谈》。
1991年，执导由朱迪丝·戈德雷什、让-皮埃尔·利奥德、托马斯·朗曼联合主演的剧情电影《巴黎苏醒》。
1994年，由其执导的剧情电影《赤子冰心》上映，该片入围第7届东京国际电影节主竞赛单元-东方电影节大奖。
1997年，执导纪录片《侯孝贤画像》，在片中他跟随导演侯孝贤回乡的脚步，纪录了他的心路历程。
1998年，由其执导的剧情电影《我的爱情遗忘在秋天》上映，该片讲述了嘉布里埃徘徊在前任女友珍妮、现任女友安娜之间的故事。
2000年，执导由艾曼纽·贝阿、夏尔·贝尔林、伊莎贝尔·于佩尔联合主演的爱情电影《情感的宿命》，该片入围第53届戛纳国际电影节主竞赛单元。
2002年，执导由康妮·尼尔森、查尔斯·贝尔林共同主演的爱情电影《魔鬼情人》，该片入围第55届戛纳国际电影节主竞赛单元。
2004年，执导由张曼玉、尼克·诺特合作主演的剧情电影《清洁》，该片入围第57届戛纳国际电影节主竞赛单元。
2006年，执导爱情短片《巴黎，我爱你》；同年，执导纪录片《噪音》。
2007年，执导由艾莎·阿基多、迈克尔·马德森等联合主演的惊悚电影《登机门》；同年，拍摄了“庆祝戛纳电影节60周年”的3分钟短片《每个人都有他自己的电影》。
2008年，由其执导的家庭电影《夏日时光》上映，该片由朱丽叶·比诺什、查尔斯·贝尔林、杰瑞米·雷乃联袂主演，讲述了一个法国家庭成员分散居住在世界各地，一起回到乡下祖传的房子里为母亲庆祝生日。母亲去世后，大家面临遗产分配问题的故事。
2010年，执导由埃德加·拉米雷兹、亚历山大·谢尔共同主演的犯罪电影《卡洛斯》，他凭借该片入围第63届艾美奖剧情类节目最佳导演奖、第23届欧洲电影奖最佳导演奖。
2011年，担任第64届戛纳国际电影节的评委。
2012年，由其自编自导的剧情电影《五月之后》上映，该片入围第69届威尼斯国际电影节主竞赛单元，他凭借该片获得第69届威尼斯国际电影节最佳编剧奖。
2014年，执导由朱丽叶·比诺什、克里斯汀·斯图尔特等共同主演的剧情电影《锡尔斯玛利亚》，该片入围第67届戛纳国际电影节主竞赛单元、第40届法国电影凯撒奖最佳影片奖，他凭借该片入围第40届法国电影凯撒奖最佳导演奖。
2016年，执导由克里斯汀·斯图尔特、西格丽德·波瓦兹、安德斯·丹尼尔森·李联合主演的惊悚电影《私人采购员》，该片主要讲述了在巴黎的美国女孩莫林作为一位明星私人时装采购专员在巴黎卷入一宗谋杀案的灵异故事，他凭借该片获得第69届戛纳国际电影节主竞赛单元-最佳导演奖。
2018年，执导由吉约姆·卡内、朱丽叶·比诺什合作主演的喜剧电影《双面生活》，该片入围第75届威尼斯国际电影节主竞赛单元。
2019年，执导由安娜·德·阿玛斯、佩内洛普·克鲁兹、亚德里亚·霍纳联袂主演的惊悚电影《黄蜂网络》，该片入围第76届威尼斯国际电影节主竞赛单元。
