Olsen har doktorgrad fra Universitetet i Oslo (1999). Ifølge Google Scholar er hans faglige arbeid sitert drøyt 5 000 ganger i vitenskapelig litteratur. Olsen var dekan ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet ved UiB (2010–2013). Tidligere var han avdelingssjef ved Kreftinstituttet ved Oslo universitetssykehus.