Tijekom 1970-ih, Newton-John je postigao uspjeh kao country-pop pjevač, postigavši top 10 hitova kao što su "If You Love Me (Let Me Know)", "Have You Never Been Mellow" i "Please Mr. Please" . Njezina je karijera dobila veliki poticaj 1978. s objavljivanjem glazbenog filma _Grease_, u kojem je glumila uz Johna Travoltu. Zvučni zapis filma postao je jedan od najprodavanijih albuma svih vremena, a Newton-Johnova snimka naslovne pjesme postala je jedna od najlegendarnijih pop pjesama tog doba.
U ranim 1980-ima, Newton-John je nastavio objavljivati hit pjesme, uključujući "Heart Attack", "Physical" i "Make a Move on Me". Također je glumila u nizu filmova tijekom tog razdoblja, uključujući _Xanadu_ (1980.), _Dvoje vrste_ (1983.) i _To je moja zabava_ (1996.).
U kasnim 1980-ima Newton-Johnova karijera počela je padati. Njoj je 1992. godine dijagnosticiran rak dojke i podvrgnuta je liječenju. U godinama koje su uslijedile, nastavila je objavljivati glazbu i nastupati uživo. Godine 2002. glumila je u brodvejskoj produkciji mjuzikla _Xanadu_.
Posljednjih godina Newton-John je postao zagovornik podizanja svijesti o raku dojke. Osnovala je Olivia Newton-John Cancer and Wellness Center u Melbourneu, Australija, i napisala je nekoliko knjiga o svojim iskustvima s rakom.
Newton-John je također prepoznata po svom humanitarnom radu. Godine 1990. imenovana je veleposlanicom dobre volje za Program Ujedinjenih naroda za okoliš (UNEP). Također je bila uključena u nekoliko drugih dobrotvornih organizacija, uključujući Make-A-Wish Foundation i Starlight Foundation.
Newton-John jedna je od najuspješnijih umjetnica svih vremena. Prodala je više od 100 milijuna ploča diljem svijeta i osvojila brojne nagrade. Također je preživjela rak dojke i zagovara podizanje svijesti o raku dojke.