Родился 10 мая 1886 года в семье Уильяма Клибберта Стэплдона и Эммелайн Миллер в небольшой деревушке Мерсисайд близ Уоласси (графство Чешир, Великобритания). Первые годы жизни провёл в Египте (до 1893 года), где отец имел судостроительную компанию, затем учился в школе Эбботсхолм, получил степень бакалавра новой истории в Байольском колледже в Оксфорде в 1909 году и степень магистра в 1913.
Работает в Манчестерской начальной школе, с 1910 по 1913 в судостроительных офисах в Ливерпуле и Порт-Саиде. В 1911-12 по рекомендации отца работал экспедитором, потом возвращается к преподавательской работе. Преподавал на вечерних курсах при Ливерпульском университете. Когда началась война, четыре года служил братом милосердия в квакерском походном госпитале во Франции и Бельгии с июля 1915 по январь 1919 (оружие в руки брать отказался, так как был пацифистом). После войны, 16 июля 1919 года, женился на Агнесс Зине Миллер (1894-1984), своей двоюродной сестре из Австралии, которую он впервые увидел в 1903 г. В 1920 г. у них рождается дочь (Мэри Сидней Стэплдон) и в 1923 на свет появляется сын (Джон Дэвид Стэплдон). В 20-м году они переезжают в Западный Кэрби. В 25-м году Олаф защитил диссертацию по философии в Ливерпульском университете, где занял пост профессора психологии, философии и промышленной истории.
В 1930 году вышел его первый роман «Последние и первые люди: история близкого и далёкого будущего», действительно представивший самую масштабную в фантастике историю будущего, охватившую двухмиллиардолетнюю эволюцию разума на Земле и в Солнечной системе. Позже Стэплдон написал романы «Последние люди в Лондоне», «Странный Джон», «Создатель Звёзд», «Тьма и свет», «Сириус», «Из смерти в жизнь», «Разделённый человек».
После 1945 года он путешествует с курсом лекций и посещает Голландию, Францию и Швецию, и в 1948 он участвует в конгрессе по вопросам мира в Варшаве, Польша. В 1949 году побывал в США в качестве британского делегата Культурной и Научной Конференции Мира в Нью-Йорке. Скончался Олаф Стэплдон 6 сентября 1950 года от сердечного приступа.
Его работы повлияли на творчество таких писателей как Артур Кларк, Брайан Олдисс, Станислав Лем и Джон Смит.
