Née en Nouvelle-Calédonie, Olivia Duchesne fait des études de lettres à l’Université de Nouvelle-Calédonie où elle intègre l’association théâtrale des étudiants. C’est à l’Université d’Aix-en-Provence qu’elle poursuit ses études et rédige un mémoire de maîtrise sur le théâtre de Sony Labou Tansi puis un mémoire de DEA sur le théatre de Gao Xingjian. Elle travaille avec la compagnie le Bruit des Hommes dans le Var puis intègre le Conservatoire National de Marseille dans les classes de Christian Benedetti, Pilar Antoni et Jean- Pierre Raffaëlli. De retour à Nouméa, elle fonde sa compagnie cris pour habiter Exils qu’elle co-dirige aujourd’hui avec Laurent Rossini. Elle joue dans les spectacles qu’elle met en scène tels que Si ce n’est toi de Edward Bond, créé en 2009 au Théâtre de L’Ile, Kiwi de Daniel Danis, créé la même année au Théâtre de l’Ile, ou encore Sauve-toi Pinocchio ! Créé en 2010 dans ce même théâtre. Depuis 2009, elle participe à un vaste projet d’écriture nommé « Portraits avec Paysage » mis en place par le dramaturge Roland Fichet. Elle a écrit pour répondre à cette commande le texte J’habiterai la nuit qui a été créé au mois d’avril 2011 au Théâtre de l’Ile et qui s'est également joué à Conakry.
Récemment, elle a été retenue pour une résidence d’écriture de deux mois à l’Institut Mémoires de l’Édition Contemporaine (IMEC) à l’Abbaye d’Ardenne où elle entamera une nouvelle pièce de théâtre.