Родился 12 августа 1954 года в Руане. Окончил бизнес-школу HEC Paris (1975), Институт политических исследований в Париже (1975), Национальную школу управления ENA (1980). В 1976 году поступил на службу в армию, куда его не хотели брать из-за близорукости. В 1979 году вступил в Социалистическую партию Франции. В 1980 году начал трудиться на должности аудитора в Счетной палате. На президентских выборах 1981 года был советником кандидата-социалиста Франсуа Миттерана, после его победы стал консультантом президента по экономическим вопросам. В том же году Олланд на выборах в депутаты Национальной Ассамблеи от округа Юссель в департаменте Коррез проиграл мэру Парижа Жаку Шираку, набрав 26% голосов против 51% у соперника.
В 1983-1989 годах был муниципальным советником округа Юссель, также в 1983 году работал в аппарате официального представителя правительства Макса Гало. В 1984 году Олланд стал советником Счетной палаты. В 1988 году был избран депутатом от округа Тюль департамента Коррез (набрал 53% голосов), в том же году назначен секретарем Комитета по вопросам финансов. Параллельно занимался преподавательской деятельностью в Институте политических исследований. В 1993 году Олланд проиграл на парламентских выборах и поступил на должность адвоката в бюро своего друга.
Уже в 1994 году он вернулся к партийной работе, получив пост национального секретаря Социалистической партии. В 1997 году выиграл выборы в парламент (54,5%) и был назначен первым секретарем партии. В 1998 году избран вице-президентом регионального совета области Лимузен. В 1999 году был избран в Европейский парламент, однако спустя полгода ушел с поста по собственному желанию. В 2001 году Олланд был избран мэром Тюля, набрав 53,1%. В 2002 году переизбран в Национальную Ассамблею, получив 52,9% голосов. В 2008 году был избран членом генсовета департамента Коррез, затем получил пост президента генсовета. В том же году он оставил пост лидера партии. 31 марта 2011 года Олланд был переизбран главой генсовета Корреза и официально объявил о выдвижении своей кандидатуры на выборах президента.
Автор ряда книг, в том числе «Почему бы не социализм?» и «Судьба Франции». В 1979-2006 годах состоял в гражданском браке с соратницей по Социалистической партии, кандидатом в президенты 2007 года Сеголен Руаяль. Имеет четверых детей.