Оливия Кук е родена на 27 декември 1994-та год. в Олдъм, Манчестър, Великобритания. Тя произхожда от семейство, което не е свързано с киното. Баща ѝ Джон е пенсиониран полицай, а майка ѝ е търговски представител. Кук посещава Royton and Crompton Secondary School и по-късно изучава драма в Oldham Sixth Form College, който напуска малко преди да се дипломира с отличен успех, за да участва в сериала „Blackout“ (2012).
Още от най-ранна възраст, Кук ходи на балет и художествена гимнастика. Започва актьорски занимания когато е на 8,в училищни театрални постановки в родния си град, в Oldham Theatre Workshop. Дълги години тя е част от драматичния състав, докато не става на 17 и е избрана за ролята на Мария в продукцията „West Side Story“. Много скоро след това тя получава и първата си роля в театъра в Олдън, в продукцията : „in Prom: The Musical“, който е римейк на историята за Пепеляшка.
Когато е на 14, Кук се сдобива с първия си агент и търсач на таланти, който се намира в Манчестър и ѝ осигурява участия в редица реклами. През 2012, се появява във видеото на One Direction "Autumn Term"