Nancy Ann Olson se narodila 14. července 1928 v Milwaukee ve státě Wisconsin jako dcera lékaře Henryho a Evelyn Olsonové. Studovala na University of Wisconsin a po přestupu na kalifornskou UCLA byla objevena na divadelních prknech a rychle podepsala smlouvu s Paramount Studios v roce 1948.
Filmové začátky a průlom
Nancy Olson debutovala ve filmu s malou neuvěřovanou rolí v Portrait of Jennie (1948). Její první větší role přišla ve filmu Canadian Pacific (1949) po boku Randolpha Scotta. Zlomový okamžik nastal, když ji uznávaný režisér Billy Wilder obsadil do filmu Sunset Boulevard (1950), ačkoli byla stále studentkou UCLA.
Úspěch ve filmu Sunset Boulevard
Ve filmu Sunset Boulevard ztvárnila Nancy Olson roli Betty Schaefer, ambiciózní asistentky filmového producenta, která se zamiluje do mladého scenáristy v podání Williama Holdena. Za tento výkon získala nominaci na Oscara v kategorii nejlepší herečka ve vedlejší roli. Kritici označovali její postavu Betty za jednu z nejrozumnějších postav celého filmu.
Spolupráce s Williamem Holdenem
Herecké spojení Nancy Olson s Williamem Holdenem bylo považováno za úspěšné, a proto se objevili společně ještě ve třech dalších filmech: Union Station (1950), Force of Arms (1951) a Submarine Command (1951). Žádný z těchto filmů však nezopakoval úspěch Sunset Boulevard. Mezi další významné filmy tohoto období patřily Big Jim McLain (1952), So Big (1953) a Battle Cry (1955).
Přerušení kariéry a návrat
V roce 1950 se Nancy Olson provdala za textaře Alana Jay Lernera, se kterým měla dvě dcery, Lizu a Jennifer, ale v roce 1957 se rozvedli. Olsonová přerušila kariéru v polovině 50. let, aby se věnovala rodině, a po rozvodu v roce 1957 se snažila o návrat k herectví, ale Hollywood už mezitím přešel k jiným herečkám.
Éra Disney filmů
Nancy Olson obnovila svou kariéru v 60. letech díky filmům studia Disney, když debutovala v oblíbeném filmu Pollyanna (1960). Následně se objevila po boku Freda MacMurraye v některých z nejúspěšnějších filmů studia, včetně The Absent-Minded Professor (1961) a jeho pokračování Son of Flubber (1963). Její charismatický, typicky americký půvab dokonale ladil s rodinně přátelskými filmy Disney. Objevila se také v katastrofickém filmu Airport 1975 (1974).
Pozdější kariéra a osobní život
V roce 1962 se Nancy Olson provdala za dlouholetého vedoucího pracovníka Capitol Records Alana W. Livingstona, který byl známý vytvořením postavy Bozo the Clown a podpisem smluv s The Beatles, Frankem Sinatrou a Judy Garlandovou. Olsonová se vrátila na Broadway, než se v polovině 80. let rozhodla ukončit hereckou kariéru a znovu se soustředit na rodinu. Ačkoli je v důchodu od poloviny 80. let, objevila se v malé neuvěřované roli ve filmu Flubber (1997), remaku The Absent-Minded Professor, a ve filmu Dumbbells (2014).