Octavia Lenora Spencer nació en Montgomery, Alabama, Estados Unidos, el 25 de mayo de 1970. Sexta de siete hermanos, Octavia paso una infancia difícil, en medio de una numerosa familia y escasos recursos. Su madre, una empleada doméstica, batalló toda su vida para sacar adelante a sus hijos. Luego de la secundaria, Octavia ingresó a la Universidad de Auburn, donde estudio arte dramático y obtuvo la Licenciatura de Artes.

Su debut fue en la cinta, de Joel Schumacher, Tiempo de matar (1996), al lado de Kevin Spacey, Samuel L. Jackson y Matthew McConaughey, momento decisivo para Octavia, quien por ese tiempo dudaba que la actuación pudiera ser un objetivo alcanzable. Su participación le brindó nueva energía para continuar su trayectoria, en especial porque la actriz estaba contratada para servir como apoyo en los castings, pero logró quedarse con un papel.

Tras la cinta debut, Octavia se volvió una actriz muy activa, apareciendo en cintas como El sexto hombre (1997), Jamás besada (1999), Being John Malkovich (1999), Muerte a la carta (2000), Spider-Man (2002) y Legalmente rubia 2 (2003), entre otras. Destacó en televisión en series como City of Angels (2000), The Chronicle (2002), LAX (2004) y Ugly Betty (2006), en el papel de Constance Grady.

Luego de varios papeles pequeños, Octavia tuvo su gran oportunidad con el papel Minny Jackson, en la celebrada película Historias cruzadas (2011), por la que obtuvo el Globo de Oro y el premio Oscar, como mejor actriz de reparto. Los reconocimientos la convirtieron en una actriz muy solicitada, por lo que su trayectoria es una de las más destacadas de los últimos años, permitiéndole trabajar en cintas como Fruitvale Station (2013), Snowpiercer (2013), Talentos ocultos (2016), donde vuelve a ser nominada al Oscar; Un don excepcional (2017) y, más recientemente, La forma del agua (2017).