Olivier Alain (* 3. August 1918 in Saint-Germain-en-Laye, Département Seine-et-Oise; † 28. Februar 1994 in Férolles-Attilly, Département Seine-et-Marne) war ein französischer Organist, Pianist, Musikwissenschaftler und Komponist.
Olivier Alain stammte aus einer Musikerfamilie in Saint-Germain-en-Laye bei Paris. Sein Vater war der Komponist und Organist Albert Alain, seine Geschwister der Komponist und Organist Jehan Alain sowie die Konzertorganistin Marie-Claire Alain. Olivier studierte am Conservatoire de Paris, wo er erste Preise in Komposition (1951, Klasse von Tony Aubin) und Analyse (1950, Klasse von Olivier Messiaen) erhielt.
1950 wurde er zum Direktor des Konservatoriums in Saint-Germain-en-Laye ernannt, wo er bis 1964 arbeitete. 1960–1974 war er Direktor der École César Franck in Paris, und gründete 1976 auf Initiative von Marcel Landowski das Conservatoire National de Région in Paris, dessen Leitung er bis 1985 innehatte und dort auch Analyse und Kammermusik unterrichtete.
Das vielfältige Werkverzeichnis Olivier Alains umfasst etwa 170 Kompositionen, von denen ein Großteil noch unveröffentlicht ist. Darüber hinaus verfasste er eine Harmonielehre, die 1965 in Paris veröffentlicht wurde, sowie eine Monographie über Johann Sebastian Bach (1970). Eine umfassende Chronologie und Analyse des Lebens und Gesamtschaffens von Bach ist bis heute unveröffentlicht. Seine Entdeckung der Verschiedenen Canones über die ersten acht Fundamentalnoten der Aria aus den „Goldberg-Variationen“ (BWV 1087) in Straßburg im Jahre 1974 zählt zu den wichtigsten Quellenfunden der Bachforschung im 20. Jahrhundert.
Chanson de la brume en mer op. 64 (1940. Ligugé: Éditions Europart)
Suite op. 135 (1951. Paris: Leduc)
Lacrymae op. 150 (1957. Paris: Éditions Schola Cantorum)
Prélude-Introït-Récitatif op. 158 (1959: Paris: Éditions Schola Cantorum)
Offertoire-Fantaisie op. 160 (1961: Paris: Éditions Schola Cantorum)
Récit pour l'Élévation op. 161 (1962: Paris: Éditions Schola Cantorum)
Microludes op. 166 (1981. Ligugé: Éditions Europart)
Dithyrambe op. 18 für Oboe und Klavier oder Trompete, Flöte und Orgel (1936. Sampzon: Éditions Delatour France)
Sicilienne op. 24 für Klavier, Flöte und Orgel (1937. Sampzon: Éditions Delatour France)
Divertissement (nocturne) op. 73 für Flöte und Klavier oder Orgel (1942. Sampzon: Éditions Delatour France)
Ritournelle op. 74 für Oboe und Klavier oder Flöte, Violine und Orgel (1943. Sampzon: Éditions Delatour France)
Suite op. 98 für Violine und Klavier (1945–47. Sampzon: Éditions Delatour France)
Streichquartett op. 123 (1949. Sampzon: Éditions Delatour France)
Aventure op. 144 für Flöte und Orgel (1953. Paris: Salabert)