Педро Мария Олеа Ретолаза родился в Бильбао в 30 июня 1938 году.
Педро Олеа окончил Кинематографическую школу в Мадриде в 1964 году. Его выпускной работой стал короткометражный фильм «Анабель». За год до этого он снял еще один короткометражный фильм под названием «Парк игр» (El parque de juegos). Профессиональную карьеру он начал на телевидении, где снял множество документальных фильмов, например, «Река Бильбао» (1966 год). Первый полнометражный фильм «D?as de viejo color» Педро Олеа снял в 1968 году. Эта романтическая драма, сценарий к которой написал Антонио Хименес Рико, победила в фестивале «Sindicato Nacional del Espect?culo».
В 1971 году вышел фильм «El bosque del lobo», с Хосе Луисом Лопезом Васкезом в главной роли. Фильм получил специальную премию жюри Фестиваля кино в Вальядолид.
Хосе Луис Гарси написал сценарий для следующего фильма баскского режиссёра: «No es bueno que el hombre est? solo». В 1974 году была написан сценарий по одноименной новелле Бенито Переса Гальдоса «Торменто». Фильм, снятый по этому сценарию выиграл в номинации «Лучший фильм на испанском языке» на кинофестивале Сан-Себастьяна.
Перед смертью Франко Педро Олеа снимает фильм «Пим, пам, пум… Огонь!», а в следующем году у него кардинально меняется манера снимать, что видно в фильме «La Corea», вышедшем в 1976 году.
В 1984 году Педро пишет сценарий и снимает полнометражный фильм «Akelarre», воссоздающий атмосферу Наварры XVII века, где землевладелец и инквизитор под видом борьбы с ведьмами пытаются покончить с крестьянином, который противится их тирании. В 1992 году выходит фильм «Мастер шпаги» по произведению Артуро Переc-Реверте, действие которого разворачивается в Мадриде времен Изабеллы II.
«Tiempo de tormenta» с Марибель Верду, Хорхе Сансом и Марией Барранко в главных ролях, повествует о сплетении жизней двух пар. Этим фильмом баскский кинематографист завоевал Специальную Премию Жюри на фестивале Испанского кино в Малаге. Его последней работой стала короткометражка «Se vende colegio» (2004).