Olivia Toledo Palermo nació un 28 de febrero en Nueva York. Es hija del promotor inmobiliario Douglas Palermo. Su infancia la pasó entre Nueva York y Greenwich en Connecticut. Cuando acabó sus estudios en la escuela de St. Luke’s School fue a estudiar arte y diseño a Parsons en París y poco tiempo después volvió a Nueva York para completar sus estudios con una especialización en comunicación.
Modelo, empresaria, socialité e icono de moda a nivel mundial. Una de las más influyentes it-girls del mundo que está casada con el fotógrafo y modelo alemán Johannes Huebl. Se casaron celebrando una boda secreta en Bedford en junio de 2014.
Olivia Palermo apareció en la escena social neoyorquina cuando un fotógrafo de celebrities le tomó unas fotografías en algunos eventos importantes de la ciudad cuando ella se encontraba realizando unas prácticas en la revista Quest. Ya en 2007 apareció en la portada del New York Magazine como la chica de moda del momento. Desde ese día comenzó a ser un rostro habitual del mundo de la moda, una influencers que ha convertido la calle es su pasarela particular. Ha aparecido en ediciones internacionales de revistas de referencia en la moda como Vogue, Elle, InStyle, Marie Claire, Harper's Bazaar o Glamour, entre otras.
En 2009 una agencia la contrató como modelo, después trabajó como relaciones públicas de la marca Diane von Fürstenberg y poco tiempo después en el departamento de accesorios de Elle. En 2011 diseñó unos zapatos para Stuart Weitzman con motivo de una causa benéfica. Ha sido imagen de firmas españolas como Carrera y Carrera, Pikolinos o Mango. Junto a su marido fue imagen de la firma Tommy Hilfiger.
Participó en un reality show estadounidense llamado The City emitido en la cadena MTV a finales de 2008 donde se documentaba la vida de sus protagonistas al detalle.