Olzon nació el 21 de Junio de 1971 en Katrineholm, Suecia. Desde muy pequeña demostró aptitudes para la música, tocando el oboe y compitiendo desde los 13 años en distintos shows de talentos. Comenzó a estudiar música en el Music Conservatorie en Copenhague, Dinamarca.
Olzon se unió a su primera banda cuando tenía 17 años: un grupo de covers llamado Take Cover. A los 21 años, obtuvo el papel protagonista en la ópera rock "Gränsland". Además, hizo un dueto con Michael Borrman (ex vocalista de Jaded Heart) en el album Conspiracy.
Carrera
Alyson Avenue (1999-2007)
Olzon se unió a Alyson Avenue, reemplazando a su anterior vocalista masculino. La banda recibió gran apoyo por su primera demo, producida en 1999, lo que les permitió contactar con algunas discográficas. El principal compositor de Alyson Avenue, Niclas Olsson, dirigió la banda, consiguiendo un contrato con AOR Heaven.
En Noviembre del 2000, se lanzó su álbum debut, Presence of Mind. Su sucesor, Omega, fue lanzado en el 2003. La banda se separó al unirse Olzon a Nightwish en el 2007, lo que motivó a los otros miembros de la banda a seguir con otros proyectos.
Nightwish (2007-presente)
Olzon se unió oficialmente como nueva vocalista de Nightwish en Mayo del 2007, escogida entre aproximadamente 2000 solicitantes. Su identidad se mantuvo en secreto hasta el 24 de mayo de 2007, un día antes de que por Internet se lanzara el single "Eva".
Albumes de estudio
Con Alyson Avenue
2000: Presence of Mind
2003: Omega
Con Nightwish
2007: Dark Passion Play
Singles
Con Nightwish
2007: Eva
2007: Amaranth
Colaboraciones
Conspiracy (Michael Borrman