Au théâtre, Olivier Perrier commence sa carrière d’acteur à la Comédie de Lorraine en 1965. Elève au Centre Universitaire International de Formation et de Recherche Dramatique, il travaille avec Jean-Marie Villégier et Jean Jourdheuil ; il jouera sous la direction d’André Steiger dans Ping-Pong d’Adamov en 1969, à la Comédie de Caen sous la direction de Jo Tréhard et Jean-Marie Villégier dans Heraclius de Corneille en 1971. En 1972, il devient membre de la Compagnie Vincent-Jourdheuil et joue dans Capitaine Schelle, Capitaine Eçço de Rezvani, Woyzeck de Georges Büchner, La Tragédie optimiste de Vichnievski, Le Camp du drap d’or de Rezvani, En r’venant d’l’expo de Grumberg, La Colonie de Rezvani. En 1974, il intègre le collectif d'Armand Gatti et interprète La Tribu des Carcana. Il joue ensuite sous la direction de Peter Brook dans Timon d’Athènes, de Thierry Bosc dans Lazare lui aussi rêvait d’Eldorado de Jean-Pierre Sarrazac, de Jean-Paul Wenzel dans Dorénavant I de Jean-Paul Wenzel, de Jean-Louis Benoit dans Un Conseil de classe très ordinaire, de Jean Jourdheuil et Jean-François Peyret dans Le Rocher, la lande, la librairie d’après Montaigne puis Cervantès Intermèdes, de Matthias Langhoff dans La Cerisaie de Tchekhov en 1984 et Macbeth en 1989, Jacques Nichet dans La Savetière prodigieuse de Lorca en 1987, de Guy Rétoré dans Arturo Ui de Brecht en 1988, de Jacques Lassalle dans Sganarelle et Le Mariage forcé de Molière en 1991 puis Tout comme il faut de Pirandello en 1997 (Prix du meilleur acteur du Syndicat de la Critique), et d'Alain Françon dans Les Huissiers de Vinaver en 1998.

Au cinéma, il tourne avec René Allio dans Les Camisards en 1970, Moi, Pierre Rivière... en 1977 et Un Médecin des lumières en 1987, René Feret dans Histoire de Paul en 1975, Jean-Loup Rivière dans Moi, c’est mes voisins qui parlent comme ça en 1979, Jean-Pierre Limosin et Alain Bergala dans Faux-Fuyant en 1983, Philippe Garrel dans Un Cœur fantôme en 1994. Il interprète Philippe Pommerel dans Les Destinées sentimentales d'Olivier Assayas en 2000. Pour la télévision, il joue dans Condorcet réalisé par Michel Souter en 1989.

Olivier Perrier est également auteur et metteur en scène d’une série de "spectacles avec bestiaux" : en 1976, il crée les Mémoires de Bouhoumme; en 1977, Histoires de croquants, en 1980, Honte à l’Humanité avec Jean-Paul Wenzel et Jean-Louis Hourdin; en 1982, L’Engeance au TNP de Villeurbanne; en 1985, Les Trois chaleurs de John Berger ; en 1987, La Sentence des pourceaux. Suit une série de spectacles créés à Herisson avec des paysans de l’Allier : en 1991, Des Siècles de paix et en 1995, La Valse des Gounelles; en 1997, Tempête sur le bonheur ; en 1998, Utopia Ruralis et en 2000 Près du sol d’après le roman d’Emile Guillaumin.

Olivier Perrier a été co-fondateur avec Jean-Paul Wenzel et Jean-Louis Hourdin des Fédérés et des Rencontres Théâtrales de Hérisson. Il co-dirige avec Jean-Paul Wenzel le CDN de Montluçon.