올리비아 몰리나(Olivia Molina)는 스페인의 배우이다. 본명은 올리비아 티르마르체 몰리나(Olivia Tirmarche Molina)이며, 1980년 9월 25일 스페인 발레아레스 제도의 이비사에서 태어났다. 어머니는 스페인의 배우 앙헬라 몰리나(Ángela Molina)이며, 아버지는 프랑스인 사진작가 에르베 티르마르체(Hervé Tirmarche)이다. 외할아버지는 스페인의 가수 안토니오 몰리나(Antonio Molina)이며, 이모와 삼촌들 또한 배우인 연예계 집안 출신이다. 여섯 형제자매 중 장녀이다.
올리비아 몰리나는 2000년부터 영화, 텔레비전 드라마, 연극 등 다양한 분야에서 활동해 왔다. 대표적인 출연작으로는 영화 《지중해의 음식》(Mediterranean Food, 2009)과 《내 슬픈 창녀들의 추억》(Memorias de mis putas tristes, 2011)이 있으며, 텔레비전 드라마 《피시카 오 키미카》(Física o Química) 등에 출연했다. 2010년부터 배우 세르히오 무르(Sergio Mur)와 교제 중이며, 2012년 8월 첫째 딸을 출산하였다.
한편, 동명이인으로 1946년 1월 3일 덴마크 코펜하겐에서 태어난 독일계 멕시코인 탱고 및 포크롤 가수 올리비아 몰리나(Olivia Molina)가 존재한다. 이 가수는 1970년대 독일어권에서 슐라거(대중가요) 가수로 활동하였으며, 연기 활동도 병행하였다.