Studoval na vídeňské akademii umění u barona von Hasenaura, obdržel v 2. roce císařskou čestnou cenu a zvláštní školní cenu a v 3. roce italské stipendium. Z italské cesty zachovala se dlouhá řada skizz a hotových kreseb, zejména architektur v Římě, Neapoli, Beneventu, Salernu a Tunisu. Roku 1894 zavolal jej prof. Otto Wagner (v květnu) ze Sicilie k spolupráci na vídeňské městské dráze. Vedle této práce atelierní konkurroval Olbrich pilně a s výsledkem; dobyl do r. 1898: první ceny v soutěži na nemocnici v Ostravě, druhé ceny na museum v Opavě, první ceny na uměleckoprům. museum v Liberci, třetí ceny na pavillon města Vídně a první ceny na zemskou sněmovnu v Lublani. Mimo velkou řadu samostatných studií na drobnější architektury, interieury, uměleckoprům. předměty a hlavně na výst. budovu spolku ,Vereinigung bild. Künstler Oesterreichs' (1897) a na dům umělců v Krakově (1898) byly dle jeho návrhů v letech 1896 až 1899 provedeny stavby : klubovní budova pro Klub cykl. stát. a dvor. úředníků ve Vídni, villy M. Friedmanna v Hinterbrühlu,Stifftera na Hohe Warte (1899), Dra Spilzera a Berla ve Vídni, H.Bahra ve Sv.Vítě, lékaře ve sv. Hypolitě. Hlavním dílem však zůstává pro toto období pavillon Secesse a installace 1. výstavy v něm pořádané. R. 1899 byl Olbrich povolán se šesti jinými umělci velkovévodou hessenským Arnoštem Ludvíkem do Darmštadtu, kde založena na Mathildenhöhe kolonie umělecká. Z prvních prací zde provedených je vídeňský a darmštadtský interieur pro světovou výstavu pařížskou 1900 a výstavba domů, atelierů a výstavní budovy kolonie. Do roku 1901, kdy otevřena první výstava kolonie, byly hotovy mimo celou úpravu výstaviště, portál, rampy, kiosky atd. dle návrhu Olbrichova: dům výstavní (Ernst Ludwig Haus), dům Olbrichův, Habichův, Christiansenův, Deitersův, Kellerův, dům komerč. rady Jul. Glúckerta a dvojitý dům firmy J. a G. Stade. V období od r. 1901 do r. 1904 vznikly: das graue Haus, das blaue Haus, Giebelhaus, Holzgiebelhaus, Predigerhaus, villa Römheldova a Stöhrova, dům ředitele banky Schwarzmanna ve Strassburce, dvojitý dům firmy Aug. Ohl v Hanavě, dům Alb. Hochstrassera v Cronbergu v Taunu, villa Metternichova v Königswartu, dům v Jägerndorfu, domek princeznin ve Wolfgartenu u Darmštadtu a malý domek pro princeznu Alžbětu, sál hudební pro velkovévodu v zámku darmštadtském a interieur v zámku v Giessenu, instaliace IV. výstavy Secesse vídeňské a salon na výstavě turinské (1902). Do r. 1904 spadá druhá výstava v Darmstadtě, při níž provedl Olbrich celou úpravu (restaurace) a kde vystavoval skupinu „Dreihäusergruppe“ se zahrádkami; také na světové výstavě v St. Louis měl účastenství (návrh dvora s kašnou). Na zahradní výstavě v Darmštadtě 1905 zasáhl Olbrich reformně do architektury svými „barevnými zahradami“, na výstavě v Kolíně r. 1907 vystaven „der Frauen Rosenhof“. Pro výstavu v Darmštadtě r. 1908 provedl výstavní budovy a nové museum s tak zv. svatební věží (návrhy z r. 1906) a hornohessenský výstavní dům s celým zařízením. Již po jeho smrti dokončeny dvě monumentální fontány na Luisenplatz v Darmštadtě a obchodní dům Tietzův v Düsseldorfě. Neprovedeny zůstaly návrhy: na nádraží v Basileji (1904), na výstaviště v Kolíně 1905 (brána, celkové řešení, pavilon umění, kavárna, kolínská hospoda atd.), lázně a věž Leonořinu v Darmštadtě (1905), na budovu uměl. výstavy na Kurfürstendammu v Berlíně, na kolonády pro Karlovy Vary, na skupinu rodinných domků na„Hohlweg“ v Darmštadtě, na celkové řešení sadů, vili a hotelu v Königswartě a na vodárnu v Darmštadtě. Nepřehledná je řada návrhů na drobnější architekturu (náhrobky), interieury (na př. zařízení parníku Kronprinzessin Cecilie, interieury pro velké firmy nábytkové), na textilie (čalouny, koberce, stolní prádlo), keramiku, šperky i na knižní výzdobu (pro Darmštadtskou výstavu 1901 kreslil sám i plakát). Z nekrologu K. Schefflerova Olbrichovo ohromně nadané, obratné, měkké, lehce tvořivé a také lehkomyslné vídeňáctví působilo po deset let v říši německé nekonečně povzbudivě a vyvolalo všude živé hnutí. Na něm, jemuž dílo často velmi lehce plynulo z ruky, bylo mnoho chváliti a ještě častěji haněti. V moderním hnutí byl tento zakázkami zahrnovaný architekt nesporně nejsilnější temperament, nepojímáme-li tohoto slova příliš hluboce; a protože dovedl strhnouti mládež k novým cílům, zůstává po něm velká mezera. S ním umírá, řekl bych,mládí celého hnutí, umírá nezbytné rozohňující a zúrodňující třeštění pohnutého století. Byl muž působivých dekorativních nápadů; práci užitečného omezení, tradiční věcnosti a produktivní vynalézavé síly, jež nyní má, ba musí konečně začíti, má-li moderní podnikání býti trvalé, sotva by se byla dovedla podrobiti jeho bouřlivá soběstatečnost.