生于美国加利福尼亚州索克尔市，卒于美国加利福尼亚州圣克拉拉市。15岁进入美国加州理工学院学习，两年后转入美国斯坦福大学。19岁毕业后回到加州理工学院攻读研究生，1936年获得硕士学位，1940年获得博士学位。

1939年进入美国贝尔实验室进行电视技术的研究，第二次世界大战期间转向雷达领域，同时从事信息论方面的研究。1948年，与美国数学家C.E.香农等人共同发表脉冲编码调制方面开创性的论文《PCM的哲学（The Philosophy of PCM）》。

1952年加入美国惠普（Hewlett-Packard，HP）公司任研究负责人，1957年被提名为HP负责研究与开发的副总裁，并进入董事会。1966年创立HP实验室，领导此实验室直至1984年。1981年从HP退休，退休后担任HP的咨询顾问。20世纪70年代初，奥利佛领导研发了世界上第一台手持科学计算器HP-35。

奥利佛是搜寻外星智能（search for extraterrestrial intelligence，SETI）研究的先驱者之一。一生持有60多项专利。1965年任美国电气电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）主席。1977年获IEEE拉美（Lemma）奖。1986年获美国国家科学奖。2004年入选美国发明家名人堂。