A los doce años, Olimpia Fulvia Morata ya leía y discutía en griego y latín textos clásicos que la mayoría de los hombres de su época jamás tocaría. Nacida en Ferrara, hija del humanista Fulvio Pellegrino Morato, fue educada en casa con un rigor poco común para una niña del Renacimiento.
En 1539 entró en la corte de Ferrara como compañía de estudios de Ana d’Este, bajo el patrocinio de Renata de Francia, duquesa de simpatías protestantes. Allí convivió con pensadores reformados, entre ellos Juan Calvino, y profundizó su contacto con la Biblia.
Después de la muerte de su padre, en 1548, perdió el favor de la corte: el ambiente se volvió hostil a la heterodoxia, y llegó a escribir que, mientras estuvo allí, nunca pudo leer libremente los libros del Antiguo ni del Nuevo Testamento. El elogio que había recibido en la infancia de eruditos como Celio Calcagnini, amigo de su padre, no le garantizó un reconocimiento serio cuando se hizo adulta: en una carta a un maestro, se quejó de haber sido abandonada por la corte y recibida de manera humillante.
Hacia 1549 y 1550 se casó con Andreas Grunthler, médico y estudioso bávaro, en ceremonia protestante. La unión selló también una elección de fe: poco después la pareja dejó Italia y se estableció en Alemania.
En Schweinfurt, Olimpia se dedicó a la teología y tradujo siete Salmos al griego homérico, uniendo la forma clásica con el contenido bíblico. También defendía, en cartas y diálogos, que el estudio serio no debía negarse a las mujeres.
En 1553 y 1554, durante la Guerra del Segundo Margraviato, Schweinfurt fue sitiada y saqueada. Olimpia huyó descalza, perdió la biblioteca y la mayor parte de sus escritos, y llegó a ser encarcelada junto con su esposo en Hammelburg, bajo amenaza de muerte, hasta ser protegidos por el conde y la condesa de Erbach.
Refugiados en Heidelberg, reconstruyó de memoria parte de su biblioteca y comenzó a enseñar griego y latín de forma particular. Su salud, ya debilitada por la huida, comenzó a quebrantarse.
Murió en Heidelberg el 26 de octubre de 1555, probablemente de tuberculosis. Su esposo y su amigo Celio Secondo Curione reunieron sus cartas y escritos, publicados en Basilea en 1558, texto que siglos después volvería a ser leído, incluso por Goethe.