Сын датского принца Карла и британской принцессы Мод при рождении был назван Александром, а Олафом стал после того, как его отец был избран королем новой независимой Норвегии. Став королем, Олаф стал норвежской иконой, его часто называли Folkekongen — народный король.
Олаф, как и его отец, не был рожден для того, чтобы быть королем, но по воле судьбы он оказался первым в очереди на новый независимый норвежский престол в возрасте всего двух лет.
Олаф окончил Норвежскую военную академию, затем продолжил учебу в Баллиол-колледже в Оксфорде. Он начал карьеру в армии с должности старшего лейтенанта и закончил ее полковником к 1936 году.
Его военные познания были обширными и стратегическими, и он был известен, как один из лучших военных того времени, когда мир оказался на грани Второй мировой войны. Первоначально он хотел остаться в Норвегии, несмотря на нацистскую оккупацию, но это сочли слишком опасным, и он неохотно уехал в Англию в 1940 году, присоединившись к своему отцу в правительстве в изгнании, хотя продолжал оказывать военную и тактическую поддержку.
Как и его отец, Олаф был спортсменом и представлял Норвегию на летних Олимпийских играх 1928 года, выиграв золотую медаль в парусном спорте. Еще он любил кататься на лыжах и прыгать с трамплина.
В 1929 году Олаф женился на своей шведской кузине, принцессе Марте, и у пары родилось трое детей: принцесса Рагнхильда, принцесса Астрид и принц Харальд, его наследник, родившийся в 1937 году. К сожалению, кронпринцесса Марта умерла от рака в 1954 году, так и не успев стать королевой.
Олаф взошел на трон после смерти своего отца в 1957 году, став королем Олафом V. Он был чрезвычайно популярен у норвежцев и старался быть как можно ближе к народу, сам водил свою машину и ходил без телохранителей. Однажды он сказал, что каждый человек в Норвегии является его телохранителем, поэтому он не боится ходить без охраны.
Поскольку после смерти своей жены Олаф больше не женился, в первые годы своего правления он полагался на своих дочерей. Когда в 1968 году женился его сын, жена Харальда, кронпринцесса Соня стала первой леди Норвегии и взяла на себя официальные обязательства со своим свекром.
В январе 1991 года Олаф неожиданно заболел и скончался 17 января, погрузив Норвегию в глубокий траур по своему популярному королю. Территория возле Королевского дворца превратилась в море свечей, когда проходили скорбящие.
Олафу, которому на момент смерти было 87 лет, наследовал его единственный сын Харальд.