Olga Kurylenko arbeitete zunächst als Model, bevor sie mit „The Ring Finger“ (2005) ins Schauspielfach wechselte. Sie hatte Auftritten in den Videospiel-Adaptionen „Hitman“ (2007) und „Max Payne“ (2008), bevor saie als Camille Montes in „Ein Quantum Trost“ (2008) ihren internationalen Durchbruch feierte. Seither hat sie mit namhaften Regisseuren wie Terrence Malick („To the Wonder“, 2012), Martin McDonagh („Seven Psychopaths“, 2012) und Terry Gilliam („The Man Who Killed Don Quixote“, 2018) zusammengearbeitet. Kurylenko war in satirischen Komödien wie „The Death of Stalin“ (2017), Actionthrillern wie „Extraction 2“ (2023) und im Horrordrama „Other“ (2025) zu sehen. Im Marvel Cinematic Universe verkörpert sie die Figur Antonia Dreykov alias Taskmaster, die in „Black Widow“ (2021) und „Thunderbolts“ (2025) auftritt. Auf dem kleinen Bildschirm spielte sie Hauptrollen in „Magic City“ (2012–2013), „Treason“ (2022) und „Of Money and Blood“ (2023).