Nacque come ottavo dei sedici figli di Johann Georg Olbers, pastore, e di Anna Maria Vogt, a sua volta figlia di Johann Vogt, anch'egli pastore.[1]
Olbers studiò medicina aGottinga e, dopo aver completato gli studi nel1780, esercitò la professione di medico aBrema fino al1822. Durante la notte coltivava i suoi studi astronomici amatoriali,osservazioni che gli diedero grande fama e a cui si dedicò completamente negli ultimi anni di vita; attrezzò persino la parte superiore della sua casa comeosservatorio astronomico.
Nel1797 ideò un nuovo metodo per determinare l'orbita dellecomete, usato ancora oggi; ne individuò diverse, tra le quali quella chiamata in seguito13P/Olbers (periodo orbitale di 72,7 anni), che scoprì il 6 marzo1815. Studiò la natura di questi corpi deducendo che lacoda cometaria si origina dalle stesse particelle di cui è costituito ilnucleo della cometa, espulse nel verso opposto alla direzione delSole da una forza che oggi sappiamo essere lapressione delvento solare.
Teorizzò nel1799 un metodo per calcolare la velocità delle "stelle cadenti", largamente utilizzato nelXIX secolo.
Nel1802 scoprì e battezzò l'asteroide2 Pallas e nel1807 individuò4 Vesta, lasciando sceglierne il nome aCarl Friedrich Gauss. Olbers ipotizzò che l'origine degli asteroidi fosse da ricercare nella frammentazione di un pianeta situato in origine fraMarte eGiove.
Fu un sostenitore dell'idea che laLuna fosse abitata da forme di vita.
