Olivier Patey hat an der Ecole de Danse de l'Opéra national de Paris studiert, anschließend an der Royal Ballet School in London.
Mit sechzehn Jahren trat er dem Pariser Opernballett bei und erhielt bald Solistenrollen. Er hat mit Künstlern wie George Balanchine, Jerome Robbins und Roland Petit zusammengearbeitet. Im Jahr 1983 wurde Olivier Patey zum Premier Danseur befördert und wurde von Rudolf Nureyev ausgewählt, die Rolle des Franz in Coppélia zu interpretieren.
Im Jahr 2000 wurde er stellvertretender künstlerischer Leiter und Chef-Ballettmeister am Staatstheater Braunschweig, und 2013 wurde er Ballettmeister am Opernhaus Ballet Vlaanderen.
Während seiner Karriere als Tänzer hat Olivier Patey die Bühne mit den größten Stars geteilt: Rudolf Nurejew, Michail Baryschnikow, Wladimir Wassiljew, Ekaterina Maximowa, Natalia Bessmertnova und Nina Ananiashvili vom Bolschoi, die ihn kürzlich nach Tbilisi eingeladen hat, um am Nationalballett Georgiens zu unterrichten.
Seit 1995 ist Olivier Patey Mitglied zahlreicher internationaler Wettbewerbsjurys (Moskau, Paris, Tokio).
Auf seine Initiative hin überträgt Pathé-Live die Aufführungen des Bolschoi-Balletts live in über tausend Kinos auf der ganzen Welt.