Peintre de paysages et d’animaux, surtout célèbre par ses chiens et scènes de chasse. Il fut l’élève de Léon Coignet et fut récompensé, en 1857, par le second Grand Prix de Rome. Le peintre animalier Charles Jacque remarqua ses illustrations et l’emmena ainsi que sa famille à Barbizon.
Après la guerre de 1870, il devint d’abord pensionnaire de l’hôtel Mallet à Marlotte, puis acheta une propriété qu’il transforma en véritable arche de Noé et où il vécut les plus belles années de sa vie avec sa femme, en compagnie de ses animaux : loups, renards, sangliers, singes, écureuils, ânes, perroquets, canards, oies, poules, pigeons, lapins, sansonnets, corbeaux, et surtout chiens… les épagneuls… ceux dont la représentation était inimitable. Olivier de Penne repose au cimetière de Bourron-Marlotte.
