Masa kecil
Olga Kurylenko lahir di Berdyansk, Ukraina. Ayahnya yaitu Kostyantyn merupakan seorang asli Ukraina. Sementara ibunya, Marina Alyabusheva, merupakan seorang guru yang berasal dari keturunan Rusia-Belarusia yang lahir di Irkutsk Oblast, Rusia.[6][7][8]
Olga tumbuh dengan sederhana, dan bahkan terkesan sangat biasa saja, di mana ketika kecil ia berbagi kamar apartemen bersama bibi dan pamannya, dan turut serta juga nenek dan saudara iparnya. Olga bahkan hampir tidak memiliki pakaian bagus, di mana ibunya mendidiknya supaya ia hidup biasa dan jangan bermewah-mewahan. Ibunya sama sekali tidak membelikannya pakaian bagus, di mana ia hanya memberikan anaknya pakaian hasil jahitannya sendiri. "Secara umum saya tidak punya apa-apa," kata Olga ketika mengenang masa kecilnya. "Saya tidak memiliki pakaian apapun yang saya inginkan, termasuk juga sepatu, tempat tidur, dan bahkan pakaian untuk bersekolah, karena ibu saya tidak mau membelikannya."[9]
Ketika Olga Kurylenko berusia tiga tahun, kedua orang tuanya bercerai, dan menyebabkan Olga diasuh oleh ibunya. Olga bahkan jarang bertemu atau bertatap muka dengan ayahnya, di mana ia baru bertemu kembali dengan ayahnya saat usianya menginjak 8 tahun, dan kemudian sekali lagi mereka bertemu saat usia Olga 13 tahun.[6][10]
Pribadi
Tahun 2000, Olga Kurylenko menikah dengan seorang fotografer professional Prancis, Cedric van Mol,[11][12] Tetapi pada tahun 2004 pasangan ini kemudian bercerai. Tahun 2006 Olga kemudian menikah lagi dengan seorang pengusaha aksesori telepon genggam asal AS Damian Gabrielle.[13] Pasangan ini ternyata hanya mampu bertahan setahun saja, karena kemudian bercerai kembali di 2007.[14]
Olga Kurylenko saat ini tinggal di Paris sejak meninggalkan Ukraina di 1996 untuk mengembangkan karier modelnya[10] Ia juga tinggal di London yang dimulainya sejak tahun 2009.[15] Pada 2001 ia menerima kewarganegaraan Prancis. Pada Oktober 2009, dalam sebuah wawancara dengan Komsomolskaya Pravda Ukraine, Olga menegaskan bahwa ia kemungkinan besar tidak akan kembali ke Ukraina atau menikah lagi dalam waktu dekat ini.[15]
Olga Kurylenko pandai berbicara dalam beberapa bahasa. Ia fasih berbahasa Ukraina,[16] Rusia, Inggris, Prancis, Spanyol, dan sedikit bahasa Italia.[15]
Olga juga merupakan seorang pilantropis, di mana ia memfokuskan usahanya untuk memperjuangkan hak anak di Ukraina. Dalam sebuah wawancara di majalah Alliance edisi Desember 2009, ia ingin agar: "anak-anak miskin di Ukraina harus bisa hidup lebih layak, jangan seperti masa kecil saya yang serba pas-pasan."[17]