Olavo Brás Martins dos Guimarães Bilac nasceu na região central do Rio de Janeiro, em 16/12/1865. Era filho de Delfina Belmira dos Guimarães Bilac e do médico Brás Martins de Guimarães Bilac, que durante o nascimento de Olavo servia como cirurgião na Guerra do Paraguai.
Fez o primário no Colégio de São Francisco de Paula e no Colégio Vitória. Durante os preparatórios participou do Clube Demóstenes, uma associação literária e filosófica que se reunia no colégio do Mosteiro de São Bento. Com 15 anos, ingressou na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro através de autorização do Poder Legislativo que dispensava-o do requisito da idade legal. Aos dezessete anos, passou a atuar na carreira poética através dos jornais literários que circulavam na Faculdade de Medicina.
Mudou-se para São Paulo em abril de 1887, abandonou a medicina para dedicar-se às letras. Em São Paulo, cursou um ano da Academia de Direito, não tendo concluído o curso por ter retornado ao Rio de Janeiro nos primeiros meses de 1888. Adepto da causa republicana, escreveu a letra do Hino à Bandeira em 1889.
Foi redator do periódico Cidade do Rio, além de ter colaborado em diversos jornais no Rio de Janeiro, São Paulo e Minas Gerais. Em 1891, o Governador Francisco Portela nomeou Olavo Bilac para o cargo de Oficial da Secretaria do Interior do Estado do Rio. Posteriormente, assumiu o cargo de oficial-maior da Secretaria de Negócios da Justiça.
Com a dissolução do parlamento após o golpe de estado do Marechal Deodoro em 1891, um grupo liderado pelo deputado Lopes Trovão fundou o jornal antiflorianista O Combate. Dentre os integrantes estava Olavo Bilac, que desempenhou o cargo de secretário do órgão. Em abril de 1892, após decretado estado de sítio, Olavo Bilac e outros jornalistas, militares e congressistas, foram presos, sendo liberados com a anistia em agosto do mesmo ano. Em 1893 refugiou-se em Ouro Preto (MG), território que não estava sob estado de exceção.
Junto a outros escritores como Lúcio de Mendonça, Joaquim Nabuco, Machado de Assis e Ruy Barbosa, Olavo Bilac fez parte dos quarenta membros fundadores da Academia Brasileira de Letras, que teve sua sessão inaugural realizada em 20/07/1897.
Foi secretário da Conferência Pan-americana do Rio, em 1906, e na edição de 1910, em Buenos Aires. Liderou o movimento em defesa do Serviço Militar Obrigatório, primeiramente debatido em 1907. Em sua homenagem, o dia do Reservista é comemorado na data de seu nascimento.
A convite do Prefeito Francisco Marcellino de Souza Aguiar (1906-1909), foi nomeado Secretário de Gabinete do Prefeito em 25/01/1908, tendo permanecido no cargo até 08/06/1909.
Principal representante do Parnasianismo na literatura brasileira, OIavo Bilac foi eleito Príncipe dos Poetas Brasileiros através de um concurso realizado pela Revista Fon-Fon! em março de 1913. Em 07/09/1916, Olavo Bilac, Pedro Lessa e Miguel Calmon fundaram a Liga da Defesa Nacional, organização que tinha como principais defesas o serviço militar obrigatório e a educação cívica.
Quando da restauração da Sociedade de Homens de Letras em 1915, Bilac foi designado presidente de honra da instituição. Também foi agraciado com o título de professor honorário da Universidade de São Paulo em agosto de 1917.
Faleceu no Rio de Janeiro, na madrugada de 28/12/1918, vítima de uma inflamação no miocárdio. O velório aconteceu na Academia Brasileira de Letras, sendo o corpo do poeta sepultado no cemitério São João Batista.
José Ygor