Σύμφωνα με το συναξάρι της Αγίας, η Αγία Ολίβια γεννήθηκε γύρω στο 448 μ.Χ και ήταν κόρη μιας οικογένειας ευγενών Σικελών. Ο Συναξαριστής αναφέρει ότι γεννήθηκε στην περιοχή Λότζια του Παλέρμο.
Από τα πρώτα της χρόνια αφιερώθηκε στον Κύριο αδιαφορώντας για τις τιμές και τα πλούτη και αγάπησε πολύ την φιλανθρωπία και την ανακούφιση των φτωχών.
Το 454 μ.Χ. ο Γιζέριχος, βασιλιάς των Βανδάλων, κατέκτησε τη Σικελία και κατέλαβε τον Παλέρμο, σκοτώνοντας πολλούς χριστιανούς. Όταν ήταν δεκατριών ετών, η Αγία Ολίβια άρχισε να επισκέπτεται τους φυλακισμένους χριστιανούς για να τους ανακουφίζει και να τους παροτρύνει να παραμείνουν σταθεροί στην πίστη τους.
Οι Βανδάλοι εντυπωσιάστηκαν από τη δύναμη του πνεύματός της και βλέποντας ότι τίποτα δεν θα μπορούσε να κάμψει της πίστης της, με γνώμονα την ευγενική καταγωγή της την έστειλαν στην Τύνιδα προκειμένου ο κυβερνήτης να προσπαθήσει να κάμψει την πίστης και την αφοσίωσή της.
Στην Τύνιδα η Ολίβια έκανε πολλά θαύματα και άρχισε να μεταστρέφει τους ειδωλολάτρες στην Χριστιανική Πίστη.
Ο κυβερνήτης διέταξε λοιπόν να μεταφερθεί σε ένα απομονωμένο μέρος στα βάθη της ερήμου όπου υπήρχαν άγρια ζώα, ελπίζοντας ότι τα θηρία θα την καταβρόχθιζαν ή ότι θα πέθαινε από την πείνα. Ωστόσο, τα άγρια ζώα ζούσαν ειρηνικά μαζί της.
Μια μέρα μερικοί άνδρες από την Τύνιδα που την κυνηγούσαν την εντόπισαν και εντυπωσιάστηκαν τόσο από την ομορφιά της που προσπάθησαν να την κακοποιήσουν, αλλά η Αγία Ολίβια τους άλλαξε με το λόγο του Κυρίου και την προσευχή της και βαπτίστηκαν.
Αφού θεράπευσε με θαυματουργικό τρόπο πολλούς από τους ασθενείς και υποφέροντας από τις κακουχίες της περιοχής, η Αγία Ολίβια μετέστρεψε πολλούς ειδωλολάτρες στη χριστιανική πίστη. Όταν ο κυβερνήτης ενημερώθηκε για όλα αυτά, τη συνέλαβε και την φυλάκισε στην πόλη σε μια προσπάθεια να της κάμψει το ηθικό.
Ο Κυβερνήτης βλέποντας το άκαμπτο του χαρακτήρα της διέταξε να βασανίσουν την Αγία με ποικίλους τρόπους. Την μαστίγωσαν την γύμνωσαν και την έριξαν μέσα σε ένα καζάνι με καυτό λάδι, αλλά όλα αυτά τα βασανιστήρια δεν της προκάλεσαν την παραμικρή βλάβη ούτε την έκαναν να παραιτηθεί από την πίστη της.
Τελικά αποκεφαλίστηκε στις 10 Ιουνίου του 463 και η ψυχή της πέταξε στον ουρανό με τη μορφή ενός περιστεριού.
