Během 70. let 20. století Newton-John zaznamenal úspěch jako country-popový zpěvák a zaznamenal top 10 hitů jako „If You Love Me (Let Me Know)“, „Have You Never Been Mellow“ a „Please Mr. Please“ . Její kariéra dostala velký impuls v roce 1978 vydáním hudebního filmu _Grease_, ve kterém hrála po boku Johna Travolty. Soundtrack k filmu se stal jedním z nejprodávanějších alb všech dob a Newton-Johnova nahrávka titulní skladby se stala jednou z nejikoničtějších popových písní té doby.
Na začátku 80. let Newton-John pokračoval ve vydávání hitů, včetně „Heart Attack“, „Physical“ a „Make a Move on Me“. Během tohoto období také hrála v řadě filmů, včetně _Xanadu_ (1980), _Two of a Kind_ (1983) a _It's My Party_ (1996).
Koncem 80. let začala Newton-Johnova kariéra upadat. V roce 1992 jí byla diagnostikována rakovina prsu a podstoupila léčbu. V následujících letech pokračovala ve vydávání hudby a živém vystupování. V roce 2002 hrála v broadwayské produkci muzikálu _Xanadu_.
V posledních letech se Newton-John stal zastáncem povědomí o rakovině prsu. Založila Olivia Newton-John Cancer and Wellness Center v Melbourne v Austrálii a o svých zkušenostech s rakovinou napsala několik knih.
Newton-John byla také uznána za svou práci jako humanitární pracovník. V roce 1990 byla jmenována velvyslankyní dobré vůle pro Program OSN pro životní prostředí (UNEP). Byla také zapojena do několika dalších charitativních organizací, včetně Make-A-Wish Foundation a Starlight Foundation.
Newton-John je jednou z nejúspěšnějších umělkyň všech dob. Po celém světě prodala více než 100 milionů desek a získala řadu ocenění. Je také přeživší rakoviny prsu a zastáncem povědomí o rakovině prsu.