올리비아 설비(Olivia Thirlby, 본명: Olivia Jo Thirlby, 1986년 10월 6일 ~ )는 미국의 배우이다. 뉴욕에서 태어나 맨해튼 이스트빌리지에서 성장했으며, 프렌즈 세미너리(Friends Seminary)를 졸업했다. 이후 프렌치 우즈 페스티벌 오브 퍼포밍 아츠와 우스단 센터에서 공연 예술을 공부했고, 아메리칸 글로브 시어터에서 수업을 받았으며, 런던의 왕립연극학교(RADA)에서도 단기간 수학했다.
2006년 영화 《United 93》으로 스크린 데뷔했으며, 2007년 개봉한 코미디 드라마 《주노》(Juno)에서 주인공의 친구 레아 역으로 널리 알려졌다. 2011년 영화 《The Darkest Hour》, 2012년 영화 《드레드》(Dredd)에서 심판관 캔더슨 앤더슨 역을 맡아 주목받았다. 2023년에는 크리스토퍼 놀란 감독의 《오펜하이머》(Oppenheimer)에서 릴리 호닉 역을 연기했다.
주요 출연작으로는 《The Wackness》(2008), 《No Strings Attached》(2011), 《Nobody Walks》(2012), 《The Stanford Prison Experiment》(2015), 《Chappaquiddick》(2017), 《Y: The Last Man》(2021, TV 시리즈) 등이 있다. 텔레비전 작품으로는 《Goliath》(2016), 《The L Word: Generation Q》(2019~2020), 《Y: The Last Man》(2021) 등에 출연했다.
2011년 인터뷰에서 자신이 양성애자(bisexual)라고 밝혔으며, 2014년 드레드 세트장에서 만난 자크 피나르(Jacques Pienaar)와 결혼했으나 2021년 별거에 들어갔다. 2023년 《주노》에서 함께 출연한 엘리엇 페이지(Elliot Page)가 자신의 자서전에서 두 사람이 촬영 당시 연인 관계였다고 공개한 바 있다.
