Филми:
* 1996: Конникът на покрива (Le Hussard sur le toit)
* 1998: Животът на мечтите на ангелите (La Vie rêvée des anges)
* 2000: Плажът
* 2001: Братството на вълка (Le Pacte des Loups)
* 2002: Неверен
* 2003: Преследваните
* 2005: S.W.A.T.
* 2007: Убиец
* 2009: Агат Клери
* 2010: Обредът
* 2011: Черният рицар:Възраждането
* 2014: Връзката (La French)
* 2016: Момичето във влака
* 2017: Обещанието
* 2018: Човекът, който уби Дон Кихот
* 2023: Убиецът
Телевизия:
* 1992: Историята на една жена (L'histoire d'une femme) - телевизионен филм
* 1994: Човекът на моя живот (L'homme de ma vie) - телевизионен минисериал
* 2003: Жицата - ТВ сериал (1 епизод)
* 2005: Последният влак (Der letzte Zug) – телевизионен филм
* 2013: Петата власт - телевизионен филм
Предстоящи проекти:
* 2023: Убиецът (Netflix)
Моля, имайте предвид, че това не е изчерпателен списък и може да не включва всички проекти на Оливие Мартинез. За по-пълна филмография можете да проверите уебсайтове като IMDb или Allmovie.