Лена Мария Йона Олин е родена на 22 март 1955 г. в Стокхолм, Швеция. Тя е дъщеря на актьорите Стиг Олин и Брита Холмберг. След като два пъти кандидатства в Театралната академия в Стокхолм и не я приемат, тя решава да опита късмета си в медицината, където влиза още на първата година. Решава да се пробва за трети път, след настояването на Ингмар Бергман (баща й играе в шест от неговите филми). Успехът за Лена идва на третия път. Скоро след това тя влиза в бергмановото семейство, тя участва в поставени от него пиеси на Шекспир, Ибсен и Стринберг.
През 1976 г. г-ца Олин прави своя екранен дебют пак под негово ръководство, лентата се казва „Лице срещу лице”. Шест години по-късно големият шведски режисьор я кани и във „Фани и Александър”(1982) , а през1984-та участва и в „След репетицията”. В Европа става известна с политическия филм за Пражката пролет по романа на Милан Кундера „Непосилната лекота на битието” (1988). След като се премества в САЩ играе екзотични, темпераментни, интелигентни жени и… жестоки вампири. Бергман развива таланта на Лена, така че тя да може да пресъздава различни емоции и съответно да ги изразява умело и ярко. През 1990 г. Лена Олин получава номинация за „Оскар” за ролята си в „Enemies: A Love Story” (1989) на Пол Мазурски с Анджелика Хюстън. Същата година Сидни Полак пренаписва сценария на „Хавана” (1990) специално заради нея.
Три години по-късно се снима с Гари Олдман и Джулиет Луис в „Romeo is Bleeding” (1993), веднага след това партнира на Ричард Гиър в драмата „Мистър Джоунс”. През 1994 се омъжва за режисьора Ласе Халстрьом. Година по-късно се ражда и дъщеря им Тора. През 1996 има честта да се снима при Сидни Лъмет в „Нощ се спуска над Манхатън”. Следва трилърът „Деветата порта” на Полански, където застава до Джони Деп. През 2000 се снима при съпруга си в „Шоколад”, филмът бе удостоен с пет номинации от Американската академия. Две години по-късно играе в „Кралицата на прокълнатите”, а през 2005 отново при Ласе Халстрьом в „Казанова”.
Олин се появява на малкия екран и за един сезон се превръща в Ирина Деревко - екранната майка на героинята на Дженифър Гарнър в „Наричана още” (2002 -2006). През 2007 играе в страшния „Awake” с Джесика Алба и Хейдън Кристенсен. След „Четецът” (2008), ще я чакаме в „Devil You Know” (2009).
