Systrarna föddes 1986 i Sherman Oaks, Kalifornien. Släkten Olsen är av danskt och norskt ursprung. Då tvillingarna Olsen var nio månader gamla tog deras mor med dem till en audition för rollen som Michelle Tanner i TV-serien Huset fullt. Egentligen hade de redan hittat ett par som skulle spela Michelle i den nya serien, men producenterna föll så djupt för tvillingarna Olsen att de fick rollen i stället.

Publiken blev så kära i Mary-Kate och Ashley Olsen, att de ville se mer av dem, då när de spelade mot varandra. Därefter 1993 kom deras första film - To grandmothers house we go. 1995 gjorde de filmen It Takes Two. Under de kommande åren spelade de in nästan trettio filmer som direkt gavs ut på video.

1998 började inspelningen av tvillingarnas andra komediserie Av samma skrot och korn (Two of a Kind). De spelade tvillingarna Mary-Kate och Ashley Burke. Programmet blev även en bokserie med samma namn. Serien var populär, men kortlivad och tvillingarna arbetade fortfarande mest med filmer. 1999 fick de dock utmärkelsen "Bästa TV skådespelare" på Nickelodeon Kid's Choice Awards. 2001 kom deras tredje komedi So Little Time där de spelar tvillingarna Chloe och Riley Carlson, som bor i Kalifornien med sina separerade föräldrar och en nyfiken butler. Tvillingarna har även flera egna bokserier.

2004 fick de huvdrollerna i filmen "New York minute" eller "En galen dag i New York", där spelar de tvillingsystrarna Jane och Roxy Ryan.

Tvillingsystrarna har också startat företaget Dualstar Entertainment. VD och delägare i företaget blev Robert Thorne, som arbetat för tvillingarna i 15 år. Innan de fyllt 10 år var Mary-Kate och hennes tvillingsyster USA:s yngsta miljonärer som själva tjänat ihop sina pengar. Idag har Ashley och Mary-Kate köpt ut Robert Thorne och äger själva hela företaget. Dualstar säljer och lanserar alla produkter som säljs i tvillingarnas namn, som till exempel filmer, böcker, smink, skivor och kläder. Idag omsätter företaget två miljarder dollar om året.

PussPuss