Le réalisateur de La Môme est sans conteste le môme doué du cinéma français. Né le 26 juin 1967 à La Ciotat, il entre, à 20 ans, à l’Ecole d’art de Marseille dont il sort en 1991, son diplôme national supérieur d’expression plastique en poche. Il s’essaye entre 1988 et 1997 à la réalisation de courts métrages et de clips, notamment pour Zucchero, The Cranberries, MC Sollar, IAM et collabore à des expositions d’art.
En 1994, il réalise un premier long-métrage, Frères, pour la chaîne Arte, qui est sélectionné par le Festival international du film de Berlin et sort sur grand écran en 1997. Au même moment, Déjà mort sort aussi en salles, qui réunit les très prometteurs acteurs Benoît Magimel, Clément Sibony et Zoé Félix. Le réalisateur multiplie les tournages au début de la décennie 2000. En 2001, il adapte un des plus populaires contes de Charles Perrault, Le Petit Poucet avant de se lancer, l’année suivante, dans un film plus sombre, La Vie promise avec Isabelle Huppert incarnant une prostituée partie à la recherche de son mari. En 2006, son projet mûri depuis deux ans de tourner un biopic sur Edith Piaf voit le jour avec La Môme. Le film fait l’ouverture du Festival de Berlin 2007, et vaut à son actrice principale Marion Cotillard de nombreuses récompenses: un Golden Globen, le BAFTA, le British Academy of Film and Television Arts de la meilleure actrice, le César de la meilleure actrice et, pour finir, l’Oscar de la meilleure actrice.
En 2009 et 2010, Olivier Dahan se consacre à la mise en scène du spectacle Mozart, l’opéra rock (produit par Dove Attia et Albert Cohen). Pendant l’année 2011, il réalise le vidéo clip du titre Bleu noir du dernier album de Mylène Farmer.
Son biopic Grace de Monaco avec Nicole Kidman dans le rôle-titre sera projeté hors compétition en ouverture du Festival de Cannes le 14 mai 2014.