En Juillet 2004, Olivier Marron remporte le Premier Prix du XIVème Concours International Johann Sebastian Bach à Leipzig, ainsi que le Prix du Public, et le Prix du plus jeune finaliste. En 2005, il remporte le Prix d'Interprétation du Répertoire Contemporain du Concours Domnick, à Stuttgart. En 2008, l'Institut de France et l'Académie des Beaux-Arts lui décerne le Prix de la Fondation Simone et Cino del Duca. Le Mécénat Musical Société Générale ainsi que Culturesfrance l’ont également soutenus.
Après avoir débuté à l'âge de sept ans avec Marie-France Hubert, Olivier Marron poursuit son apprentissage auprès d'Odile Gabrielli (Marseille), Jean Deplace (Lyon), et Jean-Guihen Queyras (Stuttgart).
Comme soliste, il se produit entre autres avec l'Orchestre Philharmonique de Saint Petersbourg, le Mendelssohn Kammerorchester Leipzig, les Neue Vokal Solisten Stuttgart, se produit dans les festivals de Aldeburgh, Salzburg, Luzern, au Wigmore Hall de Londres, la Philharmonie de Berlin et à l'Auditorio Nacional de Madrid.
Passioné de musique de chambre, il compte parmi ces partenaires priviligiés Antje Weithaas, Tabea Zimmermann, Antoine Tamestit, Jean-Guihen Queyras, Alexandre Tharaud, Juliette Hurel, Kari Kriikku, Olivier Vivarès, Stefan Wirth, les quatuors Arcanto et Vogler.
En Mai 2004, il intègre l’ensemble Contrechamps, à Genève. Avec cet ensemble, il explore le répertoire du XXème et XXIème siècle, et travaille entre autres avec Pierre Boulez, George Benjamin, Gyorgy Kurtag, Heinz Holliger, Helmut Lachenmann, Beat Furrer, Magnus Lindberg, George Benjamin.
Depuis, il collabore également avec l'Ensemble Modern, et le Klangforum Wien, le Münchener Kammerorchester, le Kammerorchester Basel et le Gstaad Festival Orchestra.
De janvier 2009 à Mars 2011, Olivier enseigne à la Musikhochschule de Stuttgart, comme assistant de Jean-Guihen Queyras.
Son enregistrement du quintette de Franz Schubert avec le Arcanto Quartet pour Harmonia Mundi est accueilli très chaleureusement par la critique internationale. En septembre 2014 paraît son premier enregistrement solo pour le label Spektral autour des suites de Benjamin Britten.
Olivier joue un violoncelle de Jonas Gierten (2012, Wiesbaden).