Non aveva potuto frequentare, come avrebbe voluto, l'Accademia militare di Modena, perché non era iscritto al Partito fascista. Si acconciò così a seguire, a Trieste, un corso alla Scuola per sottufficiali di fanteria. Durante la permanenza nella città giuliana, Olivieri ebbe modo di ricevere una medaglia d'argento al valor civile, per un atto d'eroismo.
Allo scoppio della Seconda guerra mondiale fu mandato in Grecia. Qui di nuovo si distinse, come "pioniere", nell'attività di sminamento, tanto che, al rientro in Italia, fu ammesso all'Accademia di Modena, dove conseguì il grado di sottotenente. Dopo l'8 settembre 1943, Olivieri entrò nella Resistenza e si diede ad organizzare il movimento partigiano in Lunigiana di dove, nel marzo del 1944, si portò in Valsesia.
Nelle formazioni garibaldine comandate da Cino Moscatelli, l'ufficiale, conosciuto come Nello, ottenne ben presto il comando di un battaglione che si distinse, ai primi di luglio, nei combattimenti per la difesa della zona libera della Valsesia. Quando i fascisti ripresero il controllo della valle, Olivieri continuò a guidare i suoi uomini in rapidi attacchi contro i nazifascisti a Gozzano, Ponte del Pellino, Crosa di Varallo, ma soprattutto si preoccupò di riorganizzare le forze partigiane locali, tanto che riuscì in breve tempo a costituire la Brigata Garibaldi "Rocco", che fu una delle più combattive nella zona.
Nello Olivieri fu ucciso mentre si apprestava ad attaccare il munito presidio nazifascista di Montrigone: cadde, infatti, in un'imboscata tesagli da fascisti travestiti da partigiani. Dopo la morte di Olivieri, la Brigata "Rocco" assunse il nome di 6a Brigata d'assalto Garibaldi "Nello". Quando la notizia della morte di Olivieri giunse in Lunigiana, un distaccamento della Brigata "Borrini" si chiamò col suo nome.
Dopo la Liberazione, a La Spezia hanno intitolato a Nello Olivieri una strada ed una scuola elementare.