Né en 1978, à Montluçon. Après des études de lettres modernes à la Sorbonne Nouvelle, Olivier Martinaud entre en 2001 au Conservatoire National Supérieur d’Art Dramatique. Il suit les enseignements de Joël Jouanneau, Jean-Marie Patte, Éric Ruf, Philippe Garrel et Gérard Desarthe. Au théâtre, il travaille notamment avec Christian Benedetti, Françoise Lebrun, Jean-Claude Durand, Sylvain Maurice, Emmanuel Darley, Dominique Hollier, Leyla-Claire Rabih, Carine Lacroix et Claude Aufaure. Au cinéma, il tourne sous la direction de Roberto Andò, Bertrand Bonello, Vincent Dieutre, Christophe Pellet, Alain Resnais, Denis Thybaud et Tsai Ming-Liang. Il enregistre des textes pour les documentaires et les fictions de France Culture et de France Inter.

Il crée "garçon pressé", compagnie avec laquelle il travaille sur les écritures de Christophe Pellet, Nis-Momme Stockmann, Thomas Bernhard, Jon Fosse, Dea Loher, Federica Iacobelli et sur ses propres textes. Il met en scène imbécile en 2008, une comédie musicale d’Olivier Libaux, présentée au Café de la Danse à Paris et aux Francofolies de La Rochelle, avec Bertrand Belin, Barbara Carlotti, JP Nataf, Armelle Pioline et les musiciens du groupe Nouvelle Vague. Il co-traduit de l’italien Il était de mai de Federica Iacobelli, qui paraît en avril 2009 aux Éditions Théâtrales. En 2010, il joue La Conférence de Christophe Pellet dans le cadre du Festival Paris en toutes lettres et met en scène en allemand Erich von Stroheim, en ouverture du Festival franco-allemand Primeurs en novembre 2010 (Le Carreau, scène nationale de Forbach et de l'Est Mosellan).

Avec le dramaturge Nils Haarmann, il traduit de l’allemand les pièces de Nis-Momme Stockmann. Leur traduction de Si bleue, si bleue, la mer est récompensée à Berlin par la bourse « Theater Transfer » et en France par le dispositif d'Aide à la création du CnT (2010). La pièce est produite par France Culture en ouverture de la Mousson d'été 2012. Il co-traduit L'Homme qui mangea le monde de Nis-momme Stockmann, qu'il met en espace en novembre 2011 au Carreau (Forbach), au Consortium (Dijon) et à L'Échangeur (Bagnolet) avant une présentation au Festival NAVA en juillet 2012, à l'abbaye de St-Hilaire (Aude).

Il crée à La Loge Mes prix littéraires de Thomas Bernhard. Le spectacle est repris au Lucernaire en deux épisodes qu'il joue avec Claude Aufaure et Laurent Sauvage, du 7 mai au 5 juillet 2014, avant une tournée en 2015 et 2016.

Il met en scène Les Inquiets et les brutes de Nis-Momme Stockmann, texte lauréat de l'Aide à la création du CnT (mai 2014), avec Daniel Delabesse et Laurent Sauvage.