Училась на музыкальном факультете Хьюстонского и Сан-Францисского университетов. С начала 1960-х гг. активная участница экспериментов по расширению возможностей электронной музыки, проходивших в Сан-Францисском центре музыкальных записей (англ. San Francisco Tape Music Center). В 1962 г. Оливерос стала лауреатом международного конкурса молодых композиторов Gaudeamus (Нидерланды).
С конца 1980-х гг. наиболее заметная часть музыкальной активности Оливерос проходит в рамках основанного ею музыкального коллектива «Deep Listening Band», занимающегося музицированием и записью музыки в пространствах с усиленным резонансом (пещерах, гигантских цистернах и т. п.).
