Olav Ljøsne var leder i Norges Unge Venstre 1976–1979 og satt i samme periode i partiet Venstres styre. Han var generalsekretær for Norges Unge Venstre 1975–1976 og sekretariatsleder for Venstres Stortingsgruppe i 1976–1977. Han hadde internasjonale lederroller European Liberal Youth og International Federation of Liberal Youth og var også styremedlem i Foreningen Norden og Norges Gymnasiastsamband. Olav Ljøsne satt i Oslo bystyre i perioden 1979–1983 og var regjeringsoppnevnt medlem av Statens Ungdomsråd 1979–1982.