Er ist der Sohn der Schauspielerin Goldie Hawn und des Sängers Bill Hudson, doch nach der Trennung der beiden wachsen Nashville-Star Oliver Hudson und seine Schwester Kate Hudson bei ihrer Mutter und deren neuem Partner, Kurt Russell, auf. Der Darsteller sagt, dass er Russell als seinen Vater ansehe. Zu seiner Familie gehören außerdem eine Reihe von Halbgeschwistern, darunter der Hockeyspieler Wyatt Russell.
Sein Kameradebüt gibt Hudson 1999 an der Seite seiner Mutter in dem Film „The Out-of-Towners“. Es folgen Rollen in Teeniefilmen wie „Going Greek“ und „The Smokers“.
Eine erste Serienhauptrolle ergattert er 2002 in der The WB-Produktion My Guide to Becoming a Rock Star. In knapp 20 Episoden der Serie Dawson's Creek ist er als love interest von Katie Holmes' Figur dabei.
Bei The WB glaubt man an die Serienstarqualitäten des Darstellers und besetzt ihn nach dem Ende von „My Guide“ als Hauptfigur in The Mountain. Doch auch hier ist mehr als eine Staffel nicht drin.
Er wechselt auf die Kinoleinwand und ist unter anderem in der Horrorkomödie „The Breed“ zu sehen. 2007 stellt sich endlich auch der Serienerfolg ein, als Adam Rhodes in der CBS-Sitcom Rules Of Engagement. Nach dem Ende der Serie steigt er 2013 bei der Musikserie Nashville ein, wo er den Musikproduzenten Jeff Fordham gibt, der Countrystar Rayna (Connie Britton) das Leben schwer macht.
2015 ist er Teil des Stammcasts der Horrorcomedyserie Scream Queens.
Am 9. Juni 2006 heiratet er seine Kollegin Erinn Bartlett in einer buddhistischen Zeremonie. Das Paar hat zwei Söhne und eine Tochter.
Oliver Hudson ist in seiner Freizeit ein begeisterter Golfer und pokert oft. Doch aus der 2005 World Series of Poker flog er schon mit seiner ersten Hand, geschuldet war das dem Profispieler Sam Farha.