מאן נולדה באוקלהומה סיטי, אוקלהומה שבארצות הברית, לאם פליטה וייטנאמית ממוצא סיני, ולאב אמריקאי מרקע נוצרי ממוצא גרמני ובריטי. אמה נולדה וגדלה בווייטנאם ונמלטה לאוקלהומה עם סיום מלחמת וייטנאם בשנת 1975. היא נישאה לבעלה הראשון, אביה של אוליביה שנתיים אחרי סיום לימודיה בקולג'. כשמאן הייתה בת שנתיים, נישאה אמה לבעלה השני, חייל בחיל האוויר האמריקאי. למרות שהמשפחה נדדה פעמים רבות, את מרבית ילדותה בילתה מאן בטוקיו, יפן, היכן שאביה החורג הוצב. בתקופה זו, היא הופיעה במספר הפקות תיאטרון מקומיות ומאוחר יותר הייתה לדוגמנית בתעשיית האופנה היפנית.
לאחר שאמה התגרשה מבעלה השני, חזרו השתיים לאוקלהומה, שם השלימה את לימודי התיכון שלה.
בשנת 2004 היא החלה התמחות ברשת פוקס ספורט ועבדה כשדרנית שטח בסיקור משחקי פוטבול מכללות וכדורסל נשים.
ב-2006 הגישה תוכניות ברשת הטלוויזיה G4 שעסקה במשחקי מחשב וטכנולוגיה, שם הנחתה לצד קווין פריירה את "Attack of the Show!".
זמן קצר אחרי שעברה ללוס אנג'לס, היא לוהקה לתפקידים קטנים בסרטים ובווידאו קליפים.
בין השנים 2005–2010 ביצעה מספר תפקידים בסדרות טלוויזיה ובסרטים. בשנת 2010 היא השתתפה בסרט הפעולה הקומי "דייט לילי" בכיכובם של סטיב קארל וטינה פיי, ובסרט "איירון מן 2" בכיכובו של רוברט דאוני ג'וניור. הופעת הבכורה של בתוכנית הדיילי שואו של ערוץ קומדי סנטרל הייתה בחודש יוני 2010, היא הופיעה בתוכנית ב-16 פרקים, האחרון שבהם בספטמבר 2011. היא חזרה להופעה קצרה בתוכנית הפרידה מהמנחה ג'ון סטיוארט ששודרה ב 6 באוגוסט2015.
מאן השתתפה בקמפיינים של נייקי, פפסי ונוטרג'ינה. בשנת 2006 היא הופיעה בשער של מגזין "קצף" ובמגזין הגברים "אדג'". בשנת 2007 הופיעה במהדורה האיטלקית של מגזין "וניטי פייר", ובשנים שלאחר מכן הופיעה פעמיים כנערת השער במגזינים האמריקאים לגברים "פלייבוי" ו"מקסים".
כתיבה
ביולי 2010 פרסמה ספר בשם Suck It, Wonder Woman: The Misadventures of a Hollywood Geek.
חיים אישיים
בשנים 2012–2014 הייתה במערכת יחסים עם השחקן השוודי-יהודי ג'ואל קינמן.
בשנים 2014–2017 ניהלה מערכת יחסים עם שחקן הפוטבול האמריקאי ארון רוג'רס.