Olivier Dejours a étudié le piano, la percussion (au Conservatoire de Strasbourg avec Jean Batigne), la composition (au CNSM de Paris avec Claude Ballif) et la direction d’orchestre.

Il a été membre des percussions de Strasbourg de 1976 à 1982. Pendant ces années, il a joué et créé des œuvres de plus de 30 compositeurs parmi lesquels I. Xenakis, K. Stokhausen, J. Cage, H. Birtwistle, F.B. Mâche, L. De Pablo.

Compositeur, Olivier Dejours a écrit plusieurs dizaines de musiques de scène avec les metteurs en scène Jean-Pierre Vincent, Gilberte Tsaï, Matthias Langhoff, Jean Dautremay... Dans ses œuvres originales, il travaille notamment sur les relations entre le langage parlé et la musique : mélodrame, « chant parlé », Sprechgesang. Il a composé dans cet esprit Scorrendo (1989), Ombres et furtives (1995), La conversation des ombres (1996), Souvenirs de guerre-mélodrame, sur des textes de Jean Thibaudeau, commande de Radio-France (mentionné au Prix Italia 1998), Espèces d’espaces, (2003) On peut égaement citer deux pièces pour quintette à vent et orchestre d’harmonie : Tristes fêtes (1993) et Le valet de la mort (2000), deux opéras Souvenirs envolés (2003), commande de l’Opéra de National de Lorraine, Le pont des ombres (2008), dont il a composé le livret d'après Leo Perutz, commande de l’Opéra National du Rhin, les mélodrames Le Chant du cavalier bleu avec un texte d'Élisabeth de Fontenay (2005) et Sept paroles, avec un texte de Jean-Luc Nancy (2012).

Dans son catalogue figure aussi L’île, musique pour un spectacle chorégraphique inspirée de L’invention de Morel, d’Adolfo Bioy Casares (2004), Pierre de la lune, conte musical pour récitant, chœur d'enfants et orchestre (2010), Onomata, cinq pièces brèves pour cinq musiciens, commande de Radio-France (2011).

Chef d’orchestre, Olivier Dejours mène une carrière qui, sans exclusive, laisse une large part à la création contemporaine (Xenakis, Dusapin, Ferrari, Beytelmann, Fedele, Pecou) mais aussi à l’opéra, classique et contemporain. Il a ainsi créé l’opéra To Be Sung, de Pascal Dusapin avec un dispositif de James Turell, La confession impudique (nouvelle version) de Bernard Cavanna avec un dispositif d’Alain Fleischer et une mise en scène de Gustavo Frigerio, Jakob Lenz, de Wolfgang Rihm, mis en scène par Michel Deutsch, Der Kaiser von Atlantis, de Viktor Ullmann avec une mise en scène de Charles Tordjmann (Opéra de Nancy, reprise à la Cité de la Musique), Le Tribun, de Mauricio Kagel.

En 2009, en compagnie de la flûtiste Sylvie Pascal et du violoncelliste Jean-Christophe Marq, il crée la compagnie Les Folies du temps, qui se propose de représenter la musique de tous les temps et dans tous ses états.