Frequentò il Politecnico di Torino, dove seguì i corsi di Galileo Ferraris. Aderì al partito socialista, dimostrando interesse per il federalismo. Seguì poi corsi di fisica alla Stanford University e diventò assistente di ingegneria elettrica. Tornato in Italia, creò nel 1908, ad Ivrea, la ICO, avviando la produzione delle prime macchine per scrivere interamente italiane. Nel 1926 Olivetti fondò la Officina Meccanica Olivetti per la costruzione di macchine utensili. Nel corso degli anni '30 furono prodotti i primi modelli di mobili per ufficio "Synthesis", le prime telescriventi e macchine per calcolo. Olivetti lasciò nel 1938 la presidenza della società, conservando la direzione dello stabilimento macchine utensili.