Né à Lyon en 1969, Olivier Berlion dessine depuis son plus jeune âge. Après un apprentissage à l'école de dessin Émile-Cohl (toujours à Lyon) et l'obtention d'un DEUG de culture et de communication, il fait connaissance d'Éric Corbeyran au festival d'Angoulême en 1992. Cette rencontre marque le début de leur collaboration, qui se poursuit toujours, et de l'entrée d'Olivier Berlion dans le milieu de la bande dessinée. Ainsi, en 1993, sort leur première série, "Le cadet des Soupetard", qui compte 10 tomes, tous parus chez Dargaud.
Le duo continue son ascension avec la série "Sales mioches" (1997-2006, Casterman), puis le one shot "Lie-de-vin" (1999, Dargaud), qui remporte de nombreux prix français et internationaux tout en rencontrant un important succès public et critique. Toujours chez Dargaud sont publiés le one shot "Rosangella" (2007) et le diptyque "Garrigue" (2008).
Olivier Berlion travaille également avec Tonino Benacquista, dont il illustre l'album "Coeur tam-tam" (2003, Dargaud) et adapte en BD le roman "La Commedia des ratés" (2011, Dargaud).
Au-delà de ces collaborations, Berlion s'affirme en tant qu'artiste complet en écrivant ses propres scénarios et en les dessinant, comme dans sa série "Histoires d'en ville", publiée entre 2000 et 2003 chez Glénat.
Son héros le plus connu est Tony Corso, détective à la célèbre chemise à fleurs et héros éponyme de cette série dont le tome 7 paraît en 2014, chez Dargaud, comme les autres épisodes.
En 2015 sort "Le juge, la République assassinée" (Dargaud), polar historique en trois tomes, qui raconte l'histoire du juge Renaud, premier magistrat à avoir été assassiné sous la Ve République. Ce triptyque a fait l'objet d'un travail de documentation considérable et a bénéficié des conseils du fils du juge, Francis Renaud.
Olivier Berlion vit actuellement dans le Gard, près d'Uzès.
