Louis-Xavier-Edouard-Léopold Ollier est né le 2 décembre 1830 aux Vans en Ardèche, sa famille est originaire de Malzieu en Lozère, il est fils et petit-fils de médecins. Il fréquenta l'école locale des Frères puis le collège à Privas. En 1848, il s'inscrivit à la faculté de médecine de Montpellier, étudie d'abord les sciences naturelles et en 1849, il est chargé d'une partie du cours de botanique dans le célèbre jardin de la Faculté de Montpellier.
En 1851, il est nommé premier au concours de l'internat des Hôpitaux de Lyon. Il revient à Montpellier en 1856 pour sa thèse - "Recherches anatomo-pathologiques sur la structure intime des tumeurs cancéreuses aux diverses périodes de leur développement" - et reçut pendant son internat lyonnais l'influence d'Amédée Bonnet (lui-même "spécialisé" en chirurgie osseuse).
Il prouva de 1850 à 1868 le rôle du périoste et de sa couche sous-périostée osseuse ostéogène permettant des résections sous-périostées ou sous-capsulo-périostées dans un but vital dans des arthrites articulaires graves.
Suivant son élève Eugène Vincent, la vie scientifique de Ollier peut être divisée en trois périodes.
Du Doctorat au "Traité de la régénération des os" de 1856 à 1867
Dès 1856, à l'hôpital de la Charité, puis nommé lui-même Chirurgien Major de l'Hôtel-Dieu de Lyon après le concours de 1860, Ollier succéda au point de vue scientifique dans la discipline osseuse à Amédée Bonnet qui venait de décéder, brutalement le 1er décembre 1858, à 56 ans et commença des études sur le rôle du périoste dans l'ossification. Amédée Bonnet s'était passionné pour les affections articulaires, les plaies opératoires ou accidentelles suivies de complications redoutables : septicémie, érésipèle, gangrène gazeuse, etc... 
En 1862, à la tête d'un service de 200 lits à l'Hôtel Dieu de Lyon, Ollier appliqua sa méthode de chirurgie conservatrice. Cetta année là il publie "des sutures métalliques de leur utilité et de leur supériorité sur les sutures ordinaires" ainsi que "de la rhinoplastie : procédés divers pour restaurer le nez"
Se souvenant de l'aphorisme de Claude Bernard, à savoir que la médecine scientifique ne peut se constituer que par voie expérimentale; dans sa spécialité, Ollier eut recours à l'expérimentation qui dirigea toute sa vie. Dans ses premières expériences à la ferme de ses parents aux Vans, en Ardèche, il disséqua un lambeau de périoste sur un os long de lapin ou de coq, et l'enroula autour des muscles de la région; il prit un lambeau de périoste du tibia d'un lapin et le transplanta sur la peau du front. Il refit ces deux expériences de nombreuses fois dans le laboratoire de Chauveau (Ecole Vétérinaire de Lyon) et observa une ossification.
Pour Ollier, la chance fut la transformation de l'Ecole de médecine de Lyon en Faculté de médecine et il devint alors professeur de clinique de chirurgie, ce qui explique qu'il continua son activité dans son service de chirurgie osseuse à l'Hôtel-Dieu jusqu'à sa mort en 1900 puisque les professeurs, à l'époque, allaient précisément au moins jusqu'à 70 ans.
Dans le cadre des greffes cutanées il faut surtout retenir le nom d'Ollier dans les greffes autoplastiques avec transplantation de lambeau comprenant toute l'épaisseur du derme et destiné à recouvrir de larges surfaces granulées ou cruentées "ces greffes que j'ai fait connaître dès 1872 dans 2 communications à l'Académie des Sciences et à l'Académie de Médecine diffèrent complètement des greffes épidermiques de Reverdin".
Si Ollier eut immédiatement des détracteurs (en particulier des concurrents comme Sédillot, Desgranges...), il eut des soutiens dans les personnes de Velpeau et surtout de Verneuil dont il resta toujours l'ami et qui le premier, à Beaujon, pratiqua en 1860 une résection sous capsulo-périostée du coude d'après les données expérimentales de Ollier.
Du "Traité de la régénération des os" au "Traité des résections" de 1867 à 1891
Ses expériences aboutissent, en 1867, aux deux tomes du "Traité expérimental et clinique de la régénération des os et de la production artificielle du tissu osseux" eut le grand prix de chirurgie avec la générosité de Napoléon III. Puis, de 1864 à 1875, Ollier se consacre à appliquer strictement les résections osseuses sous-périostées à la rugine spéciale et les résections articulaires sous capsulo-périostées chez l'homme. Il devint un personnage de premier rang non seulement à Lyon, mais aussi à Paris, et en Europe, en particulier à Berlin et Edinbourg avec son "Traité des Résections" (en 3 volumes de 1867 à 1891).
Pendant la guerre de 1870, il a beaucoup travaillé sur les techniques d'amputation des membres et sur la régénération du tissu osseux par le périoste. En 1877 Ollier a été nommé professeur de chirurgie clinique de la nouvelle faculté de médecine de Lyon.
En 1872, au congrès de Médecine de France, il exposa ses résultats obtenus sur des blessés et commença ses recherches pour traiter la tuberculose osseuse. Nommé en 1878 assesseur du Doyen Lortet à la faculté de Médecine de Lyon,
Du "Traité des résections" à sa mort, de 1891 à1900.
Pendant cette période Ollier s'appliqua à bien définir ses indications de résections. La méthode antiseptique de Lister était née véritablement à partir de 1875, appuyée sur les idées de Pasteur. Appliquant les nouvelles méthodes d'aseptie (locaus propres, aérés, chambres indivioduelles), Ollier devint beaucoup plus économe d'indications de résections articulaires, estimant que les résections devaient être réservées aux cas extrêmes menaçant la vie.
Il multiplie les travaux sur la chirurgie du pied ( Valeur comparée de l'amputation et de diverses opérations conservatrices dans la tuberculose du tarse, les traitements consécutifs à l'ablation de l'astragale, résultats éloignés de l'astragalectomie chez les enfants, Préface pour le manuel des amputations du pied du Docteur Roux).
Tous ses travaux lui valurent le titre de père de la chirurgie osseuse.
Le 24 juin 1894, Ollier a été fait commandant de la Légion d'Honneur par le président Carnot. Lors de l'assassinat de Sadi Carnot, c'est lui qui dirige l'équipe chirurgicale qui tente de sauver le président
Il poursuivit son œuvre qui révolutionna la chirurgie jusqu'à son décès à Lyon le 25 novembre 1900.
La famille possède un tombeau au cimetière de Lyon-Loyasse.
Il eut un seul fils tué en 1914 au début de la guerre.
En 1905, une statue de 945 kg de bronze fut dressée en son hommage sur la Place de la Grave, devenue depuis Place Ollier à Lyon (qui fut déboulonnée et fondue par les allemands en 1941), une réplique de cette statue est érigée aux Vans, sur la place qui porte son nom.
Eugène Vincent écrit "il était intéressant et magnifique lorsqu'il opérait ! il n'était, comme tout chirurgien de race, jamais plus beau qu'en face du danger".