Przyszedł na świat w Bergamo, skąd jego rodzina przeprowadziła się wkrótce do Treviglio. Obydwie miejscowości znajdują się na północy Włoch, w regionie Lombardia, w którym Olmi nakręcił większość swoich filmów. Wychował się w tradycyjnej rodzinie katolickiej (ojciec zginął w czasie II wojny światowej) i stąd jego filmy nasycone są duchem chrześcijaństwa.
Swoją żonę Loredanę Detto poznał na planie jednego ze swoich pierwszych filmów, Posada (1961). Detto zagrała w nim główną rolę Antonietty Masetti. Para doczekała się trojga dzieci i jest razem już od ponad 50 lat.
Styl filmowy
Jego styl filmowy wywodzi się z tradycji włoskiego neorealizmu, a właściwie z niejakiej opozycji w stosunku do niego, gdyż Olmi obsadzał w swych filmach amatorów w naturalnych wnętrzach i plenerach, a nie aktorów profesjonalnych, jak zwykle robili to neorealiści. Charakterystyczne dla twórczości Olmiego są długie, powolne ujęcia. Jego filmy przeważnie mają także zacięcie społeczne – reżyser był zawsze wrażliwy na krzywdę ludzką. Głęboka wiara i nauka Kościoła katolickiego również odcisnęły trwały wpływ na jego twórczość.