Formé d’abord à l’ENSATT, il intègre ensuite l’école du TNS. Il travaille la mise en scène avec Claude Régy, Philippe Adrien, et Dominique Boissel, il part alors à Saint-Pétersbourg avec l’Institut nomade de jeunes metteurs en scène pour travailler avec Lev Dodine. Au théâtre, il joue sous la direction de Jean-Marie Villégier (Les innocents coupables, La magie sans magie, Cosroès de Jean Rotrou, Bradamante, Antigone, Les Juives de Robert Garnier, Phèdre), Lluis Pasqual (Les estivants de Gorki), Claudia Morin (Electre), Adel Hakim (Quoi l’amour de Roland Fichet, La toison d’or d’Adel Hakim), Philippe Poulain (L’album de l’oiseau qui parlait spectacle musical de Jean-Christophe Marti), Simon Eine (Amphitryon de Molière), Richard Brunel (La tragédie du Vengeur de Cyril Tourneur), Christophe Perton (Le Belvédère d’Ödön Von Horváth), René Loyon (La fille aux rubans bleus de Yedwart Ingey) et Jorge Lavelli (Merlin ou la terre dévastée de Tankred Dorst).

En parallèle, Olivier Werner met en scène Pélléas et Mélisande de Maeterlinck, Les Revenants de Henrik Ibsen, Les Perses d’Eschyle, Les hommes dégringolés de Christophe Huysman, au Festival d’Avignon 2001, en création collective avec Vincent Dissez et Christophe Huysman, Béatrice et Bénedict, Opéra concert d’Hector Berlioz et Rien d’humain de Marie Ndiaye, créé au festival Temps de Paroles 2004 à la Comédie de Valence.
Par ailleurs, il prête sa voix à de nombreux documentaires et fictions radiophoniques et participe à des documentaires, téléfilms et courts-métrages.

En 2006 et 2007, il interprète Gaspard de Peter Handke dans la mise en scène de Richard Brunel et Adam dans Adam et Eve de Mikhaïl Boulgakov mis en scène par Daniel Jeanneteau.
En 2007, Olivier Werner rejoint la troupe permanente de la Comédie de Valence.
En juillet 2007, il joue le rôle titre dans Dom Juan de Molière, m.e.s Yann-Joël Collin. Fin 2007, il joue dans La nuit est mère du jour de Lars Norén, m.e.s. Christophe Perton.
En 2008 il joue dans Hop là, nous vivons ! de Ernst Toller, m.e.s Christophe Perton et L'annonce faite à Marie, de Paul Claudel, créé par Christophe Perton pour le festival d'Alba-la-Romaine.
En mai 2008 il joue et met en scène Par les villages de Peter Handke.
En 2008-2009 il présente à la Comédie de Valence et en tournée deux mises en scène avec ses complices de la troupe permanente : Saint Elvis de Serge Valletti, pièce ou il joue également le rôle titre, et une recréation de Rien d’humain de Marie NDiaye.