Po jej skończeniu został oficerem norweskiej marynarki i wspierał ojca w sprawach państwowych. Mając dwadzieścia trzy lata, po raz pierwszy oficjalnie zastąpił króla, gdy ten wyjechał w podróż zagraniczną.
Olaf V był doskonałym sportowcem, mistrzem olimpijskim w żeglarstwie. W roku 1928 zdobył złoty medal w Amsterdamie w klasie 6 metrów.
Brał czynny udział w walce wyzwoleńczej po niemieckim ataku na Norwegię w czasie II wojny światowej. W latach 1944–45 był dowódcą naczelnym norweskich sił zbrojnych. Do Norwegii powrócił z emigracji w Wielkiej Brytanii 13 maja 1945 roku. Olaf był – podobnie jak Haakon VII – monarchą nienarzucającym swego zdania, co piątek udawał się wraz z synem na posiedzenie rady ministrów, otwierał obrady parlamentu, reprezentował swój kraj podczas licznych oficjalnych podróżach. W roku 1985 ustanowił Norweski Order Zasługi. Po jego śmierci w 1991 tron norweski objął jego syn, Harald V.