Olaf Haroldsson era hijo de un señor noruego llamado Harold Grenske. Después de practicar el pillaje y la piratería durante ocho años, en 1015, Olaf sucedió a su padre en el gobierno del señorío, cuando tenía veinte de edad. En aquella época, la mayor parte de Noruega se hallaba en manos de los daneses y los suecos. Tras de efectuar la reconquista de sus feudos, Olaf se dedicó a trabajar por la evangelización del reino, pues el arzobispo Roberto le había conferido el bautismo en Rouen. Aunque ya se había iniciado la evangelización, a cargo de Haakón el Bueno y de Olaf Trygvason (que no es el Olaf que estamos celebrando), pero eran muy pocos sus progresos, porque, según parece, los métodos misionales que empleaban eran bastante salvajes. En 1013, Olaf Haroldsson había ido a Inglaterra a ayudar al rey Etelredo en la lucha contra los daneses. Así pues, cuando se trató de evangelizar su propio reino, pidió ayuda a los ingleses. Cierto número de monjes y sacerdotes ingleses se trasladaron a Noruega. Entre ellos iba el monje Grimkel, quien fue elegido obispo de Nidaros, la capital del feudo de Olaf. Éste, siguiendo el consejo del prelado, promulgó muchos decretos benéficos y abolió las leyes y costumbres que se oponían al Evangelio. Desgraciadamente, como san Vladimiro de Rusia y otros príncipes que quisieron convertir a sus súbditos, no se contentó con emplear la persuasión, sino que se dejó llevar de un celo indiscreto y recurrió a la violencia. Era verdaderamente implacable con sus enemigos y, por otra parte, sus decretos no eran bien mirados en todo el reino. Finalmente, sus enemigos se levantaron en armas y, con la ayuda de Canuto, rey de Inglaterra y Dinamarca, le derrotaron y le expulsaron del país. San Olaf volvió con refuerzos suecos a reconquistar su reino, pero pereció a manos de sus belicosos e infieles súbditos en la batalla de Stiklestad, el 29 de julio de 1030.
Fue sepultado en el sitio en que murió, en un profundo banco de arena a orillas del río Nid. En su sepulcro brotó una fuente, a cuyas aguas atribuyó el pueblo propiedades milagrosas. Al año siguiente, el obispo Grimkel mandó erigir ahí una capilla y se empezó a venerarle como mártir. Los milagros se multiplicaron en el santuario y, cuando Magno, el hijo de Olaf, recuperó el trono, el culto del mártir se popularizó mucho. En 1075, se sustituyó la capilla por una catedral dedicada a Cristo y a San Olaf, que con el tiempo se transformó en la catedral de Nidaros (Trondheim). El santuario se convirtió en un importante centro de peregrinación. En la Edad Media, el culto del «perpetuo rey de Noruega» se extendió a Suecia, Dinamarca, Inglaterra y otros países. Los noruegos le consideran como patrono y héroe nacional.
Ver Acta Sanctorum, julio, vol. VII, donde se halla el texto de la biografía escrita por el arzobispo Eystein. Ese y otros documentos se encuentran también en Metcalfe, Passio et miracula b. Olavi (1881). En inglés existe la obra de F. Vicary, Olav the King... (1887); en francés, el breve esbozo biográfico de C. Riesterer (1930). También hay, en francés, una traducción hecha por G. Sautreau de la "Saga de san Olaf" de Snorre Sturluson (1930).