Olivia Newton-John siirtyi taitavasti suositusta country-pop-laulajasta suosituksi valtavirran soft rock -laulajaksi ja nousi samalla yhdeksi 70-luvun menestyneimmistä laulajista. Siirtymä itsessään ei ollut kovinkaan vaativa – hänen 70-luvun alun hittinsä ”I Honestly Love You” ja ”Have You Never Been Mellow” olivat countrya vain löyhässä mielessä – mutta hänen menestyksensä laajuus molemmilla aloilla oli huomattava. Kantrilaulajana hänen viisi ensimmäistä listasingleään nousivat kaikki kymmenen parhaan joukkoon Yhdysvalloissa; poplaulajana hänellä oli peräti 15 kymmenen parhaan joukkoon sijoittunutta hittikappaletta, joista viisi oli listaykkösiä, joista merkittävin oli ”Physical”, joka oli kymmenen viikkoa listaykkösenä vuosina 1981-1982. Newton-Johnin suloinen ääni sopi täydellisesti sekä country-popiin että pehmeään rockiin, minkä ansiosta hän pysyi listojen kärjessä aina 80-luvun puoliväliin asti. Vuoden 1984 jälkeen hän ei enää päässyt 40 parhaan joukkoon, mikä johtui osittain musiikkimakujen muuttumisesta ja osittain siitä, että hän ei onnistunut levyttämään seksikästä tanssipoppia, vaikka kuinka yritti. Hänen 70- ja 80-luvun hittinsä pysyivät kuitenkin pehmeän rockin ja aikuisten nykykappaleiden peruskappaleina 90-luvulle asti, jolloin hän ei enää levyttänyt usein.

Vaikka hän syntyi Cambridgessa, Englannissa, Newton-John kasvoi Melbournessa, Australiassa, jossa hänen isänsä oli Ormond Collegen rehtori (hänen isoisänsä Max Born voitti Nobelin fysiikan palkinnon). Hän tuli alustavasti showbisnekseen 12-vuotiaana, kun hän voitti paikallisen Hayley Millsin kaksoisolentokilpailun. Muutamaa vuotta myöhemmin hän perusti kolmen koulukaverinsa kanssa Sol Four -nimisen naislauluryhmän. Kun Sol Four hajosi, Newton-John osallistui television kykyjenetsintäkilpailuun ja voitti pääpalkintona matkan Lontooseen, Englantiin. Lontoossa hän muodosti duon Pat Carrollin, toisen Australiassa asuvan laulajan, kanssa ja yritti päästä musiikkialalle. Vaikka hänen ja Carrolin kumppanuus jäi lyhytaikaiseksi – Pat lähetettiin takaisin Australiaan, kun hänen viisuminsa umpeutui – Olivia oli pääsemässä alalle. Carrolin lähdettyä Newton-John levytti ja julkaisi ensimmäisen singlensä, version Jackie DeShannonin kappaleesta ”Till You Say You’ll Be Mine”. Pian tämän jälkeen hänestä tuli jäsen Toomorrow-yhtyeeseen, joka oli Don Kirshnerin kokoama bubblegum-ryhmä, jonka tarkoituksena oli luoda brittiläinen versio Monkeesista.

Let Me Be There Toomorrow esiintyi samannimisessä tieteiselokuvassa ja sai yhden pienen brittiläisen hittisinglen, ”I Could Never Live Without Your Love”, alkuvuodesta 1970 ennen kuin ryhmä hiljaa hajosi. Toomorrow’n epäonnistumisen jälkeen Newton-Johnista tuli osa Cliff Richardin kiertueshow’ta, jossa hän esiintyi sekä hänen konserttiensa avausnäyttelijänä että hänen brittiläisessä televisiosarjassaan It’s Cliff! Julkisuus laulajana ja koomikkona sarjassa auttoi Olivian uraa suunnattomasti, ja hänen ensimmäinen Uni Recordsille julkaistu singlensä, versio Bob Dylanin ”If Not for You” -kappaleesta, nousi kymmenen parhaan joukkoon Isossa-Britanniassa keväällä 1971; Amerikassa se menestyi yllättävänkin hyvin, sillä se vietti kolme viikkoa aikuisten nykyaikaisen musiikin listan kärjessä ja oli parhaimmillaan 25:nneksi pop-listalla. Seuraavat kaksi vuotta Newton-Johnin menestys rajoittui pääasiassa Britanniaan, jossa hän sai useita pienempiä hittejä George Harrisonin ”What Is Life” ja John Denverin ”Take Me Home Country Roads” -kappaleiden coveroinneilla. Amerikassa hänen uransa pysähtyi – hänen seuraava singlensä, ”Banks of the Ohio”, pääsi hädin tuskin Top 100 -listan alapäähän. Toisaalta hän julkaisi täyspitkän albumin Yhdysvalloissa vasta vuonna 1973, jolloin ilmestyi Let Me Be There. Levyn nimikappaleesta tuli valtava hitti, josta tuli kultainen vuoden 1974 alussa ja joka oli korkeimmillaan country- ja pop-listojen kymmenen parhaan joukossa. ”Let Me Be There” oli niin menestyksekäs, että se voitti Grammy-palkinnon parhaasta naislaulusuorituksesta countrylaulussa, monien Nashvillen musiikkiteollisuuden jäsenten tyrmistykseksi.

”Let Me Be There” -kappaletta seurasi neljä muuta Top Ten -hittiä — ”If You Love Me (Let Me Know)” (kakkosena country, viidentenä pop, 1974), ”I Honestly Love You” (kuudentena country, ykkösenä pop, 1974), ”Have You Never Been Mellow” (kolmosena country, ykkösenä pop, 1975) ja ”Please Mr. Please” (viidentenä countryssä, kolmosena pop, 1975). Newton-John muutti Los Angelesiin loppuvuodesta 1974, ja seuraavan vuoden alussa hän voitti Country Music Associationin Vuoden naislaulaja -palkinnon. Vastalauseena useat CMA:n jäsenet erosivat järjestöstä. Ironista kyllä, Newton-John oli jo suunnitellut siirtyvänsä pois countryn parista. Vuosina 1976 ja 1977 hänellä oli useita pieniä hittejä pehmeillä rock-kappaleilla. Vaikka mikään näistä ei ollut suuri popmenestys, ne alkoivat vakiinnuttaa hänen asemaansa poplaulajana, ei country-pop-laulajana.

Grease Newton-Johnin muodonmuutos lievästi seksikkääksi poplaulajaksi oli täydellinen vuonna 1978, kun hän näytteli elokuvaversiossa suositusta Broadway-musikaalista Grease. Myös John Travoltan tähdittämä Grease oli kansainvälinen hitti ja synnytti kolme suurta hittisingleä — ”Hopelessly Devoted to You”, ”Summer Nights” ja ”You’re the One That I Want”; kaksi jälkimmäistä olivat Newton-Johnin ja Travoltan duettoja. Erityisesti ”You’re the One That I Want” oli valtava menestys, ja se nousi listaykköseksi sekä Amerikassa että Isossa-Britanniassa; Isossa-Britanniassa se vietti huikeat yhdeksän viikkoa listaykkösenä. Vuoden 1979 aikana Newton-John julkaisi Totally Hot -albumin, joka sisälsi sekoituksen pehmeää rockia ja kevyttä diskoa. Levy oli toinen hitti, ja sen ensimmäinen single, ”A Little More Love”, nousi Yhdysvaltain pop-listan kolmannelle sijalle ja kultaa. Vuoden 1980 alussa Newton-John näytteli rulladiskofantasiaelokuvassa Xanadu. Vaikka elokuva oli täysi pommi, soundtrack oli valtava hitti. ”Magic” vietti neljä viikkoa Yhdysvaltain pop-listojen kärjessä, kun taas ELO-duetto ”Xanadu” ylsi kahdeksannelle sijalle ja hänen duettonsa Cliff Richardin kanssa ”Suddenly” oli korkeimmillaan sijalla 20.

Physical Seuraavalla albumillaan Physical Newton-John jatkoi imagonsa muokkaamista keksimällä itsensä uudelleen seksikkäänä aerobic-fanaatikkona. Levyn ensimmäinen single, vihjaileva ”Physical”, oli valtava hitti ja vietti kymmenen viikkoa listaykkösenä syksyn ja talven 1981-1982 aikana. Physical tuotti toisen Top Ten -hitin – ”Make a Move on Me” – ja siitä tuli hänen menestynein levynsä. Levyn menestyksen jälkeen hänet palkittiin Brittiläisen imperiumin kunniamerkillä. Vuonna 1983 Newton-John näytteli jälleen Travoltan kanssa, tällä kertaa komediassa Two of a Kind. Elokuva oli pommi, mutta hänen soundtrackille levyttämästään kappaleesta ”Twist of Fate” tuli Top Ten -hitti vuoden 1984 alussa.

Soul Kiss Vuoden 1984 loppuun mennessä Newton-John oli mennyt naimisiin näyttelijä Matt Lattanzin kanssa. Seuraavana vuonna hän julkaisi fyysisen kloonin Soul Kiss, joka tuotti vain yhden pienen hitin nimikappaleellaan. Vuonna 1986 hän sai Chloe-nimisen tyttären ja avasi Koala Blue -vaatekauppaketjun. Newton-John yritti vuonna 1988 tehdä comebackin The Rumour -albumilla, mutta albumi jäi huomiotta. Hän teki seuraavana vuonna sopimuksen Geffenin kanssa ja julkaisi lastenalbumin Warm and Tender. 80- ja 90-luvun lopulla hän omistautui perheelleen ja liiketoiminnalleen sekä useille ympäristöaktivistijärjestöille. Vuonna 1992 Koala Blue taittui ja Newton-Johnilla todettiin rintasyöpä. Seuraavan vuoden aikana hän kävi onnistuneesti läpi sairauden hoidon. Vuonna 1994 hän palasi levyttämään itsenäisesti julkaistulla ja itse tuotetulla albumilla Gaia. Back with a Heart, paluu Nashvilleen, seurasi vuonna 1998. One Woman’s Live Journey julkaistiin kaksi vuotta myöhemmin.

Grace and Gratitude 2000-luvulla Newton-John teki useita hyväntekeväisyystöitä, joista monet liittyivät syöpään, mukaan lukien Olivia Newton-John Cancer & Wellness Centerin avaaminen Melbournessa. 2000-luvulla hänen levytyksensä ovat yleensä olleet inspiroivia, kuten vuoden 2006 Grace and Gratitude, tai kausijulkaisuja, joita erottavat livealbumit, kuten vuoden 2007 Olivia Newton-John and the Sydney Symphony: Live at the Sydney Opera House. Vuonna 2010 hän äänitti vuoden 2006 LP:n uudelleen nimellä Grace and Gratitude Renewed.

Tämä joulu Vuonna 2012 Newton-John yhdistyi jälleen Travoltan kanssa hyväntekeväisyysalbumille This Christmas. Samana vuonna hän näytteli myös australialaisessa komediaelokuvassa A Few Best Men, johon hän toimitti myös 70- ja 80-luvun covereita sisältävän soundtrackin. Sen jälkeen hän teki yhteistyötä Amy Skyn ja Beth Nielsen Chapmanin kanssa inspiroivalla LIV ON -albumilla. Hänen rintasyöpätaistelunsa innoittamana ja surua, huolenpitoa ja toipumista käsittelevien teemojen ympärillä albumilla kuultiin kolmikon uusia ja muokattuja kappaleita, mukaan lukien versio Newton-Johnin ”Grace and Gratitude” -kappaleesta.