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Aufgewachsen ist der 1,88 Meter große Mittelfeldspieler in Luxemburg, wo er bei Residence Walferdingen mit dem Fußballspielen begann. In der Jugend spielte er für FC Mamer 32 und RFC Union Luxemburg, ehe sein Weg 2019 über Eintracht Trier zum 1. FC Köln führte. Ab der U16 war Olesen Juniorennationalspieler seines Heimatlandes Luxemburg und wurde 2019 erstmals für die A-Nationalmannschaft nominiert. Beim 1. FC Köln gab Olesen am 20. März 2022 beim Heimspiel gegen Borussia Dortmund sein Bundesligadebüt.