Der Berliner Olaf Freese leitete nach seiner technischen Ausbildung am Berliner Ensemble und am Schauspielhaus Hamburg die Beleuchtungsabteilung am Schauspiel Hannover (2000-2003), am Deutschen Theater Berlin (2003-2007) und an der Deutschen Staatsoper Berlin (2007-2020). Darüber hinaus ist er seit 1992 als Lichtgestalter deutschlandweit und international (Wiener Staatsoper, Burgtheater, Nederlandse Opera Amsterdam, Teatro alla Scala, Bolschoi-Theater, National Theatre Toyko) tätig.
Bei den Salzburger Festspielen hat er u. a. das Lichtdesign für Inszenierungen von Jossi Wieler und Sergio Morabito (Rusalka), Claus Guth (Fidelio) und Stefan Herheim (Die Meistersinger von Nürnberg) entworfen. Weitere wichtige Arbeiten waren Inszenierungen von Nikolaus Lehnhoff (Dialogues des Carmélites in Hamburg und Pelléas et Mélisande in Essen), Johannes Erath (La Traviata in Hamburg), Michael Thalheimer (Faust I und Faust II sowie Die Orestie am Deutschen Theater Berlin), Anselm Weber (Der Rosenkavalier in Essen) und an der Deutschen Staatsoper Berlin von Achim Freyer (Eugen Onegin), Philipp Stölzl (Il Trovatore) und Wim Wenders (Die Perlenfischer).
Für das Theater Basel erarbeitete er 2016 die Lichtkonzeption zu Donnerstag aus Licht in der Regie von Lydia Steier, welche in der Umfrage der Fachzeitschrift „Opernwelt“ zur „Aufführung des Jahres“ gewählt wurde. Für die gemeinsame Arbeit an Violetter Schnee 2019 in Berlin (Inszenierung: Claus Guth) bekam das Bühnenbild von Etienne Pluss den Theaterpreis „Der Faust“ verliehen.
Olaf Freese lehrt Lichtgestaltung an der Hochschule für Bildende Künste Dresden, Studiengang Bühnenbild und an der HfBK Hamburg.
An der Oper Graz gestaltete er in der Saison 2021/22 bereits das Lichtdesign zu Die Macht des Schicksals.