Olle Hjortzberg utbildade sig vid Kungliga Konsthögskolan i Stockholm 1892–96, och vistades därefter under ett par år i utlandet, bland annat i Italien, Grekland och Palestina.
Efter sin återkomst till Sverige utförde han 28 målningar i Klara kyrka, en rad altartavlor samt dekorativa kompositioner i olika byggnader, bland annat Dramatiska teaterns restaurang och Rosenbads café i Stockholm. Han blev också mycket anlitad för en rad kyrkor och universitet, bland annat Rådhuset i Stockholm och Kungliga Tekniska högskolan (KTH).
1909 blev Hjortzberg lärare vid Konsthögskolan. 1911 utnämndes han till professor och direktör blev han 1920. Han har även komponerat fönstermålningar i flera kyrkor samt illustre rat böcker. Han stod bland annat för kyrkomålningar i Sofia kyrka, och som grafiker gjorde han förlagor till flera svenska frimärken.
Hjortzberg är mannen bakom affi schen för Olympiska sommarspelen 1912 som trycktes på 15 språk för att mark nadsföra Stockholms olympiska spel ute i världen. Han presenterade flera olika förslag för juryn och det förslag som vann ville juryn att skulle justeras – det var lite för mycket naket. Det löste han elegant med hjälp av slingor från flaggspelet.
