La vincita del concorso della "Communauté des Radios publiques de langue française" come "Jeune Soliste de l'an 2000" e nello stesso anno del primo premio della "Tribune Internationale des Jeunes Interprètes" di Lisbona gli ha aperto le porte dei palcoscenici e dei festival più importanti.

Oltre alle esibizioni come solista (anche con corno naturale) con orchestre come l'Orchestra Sinfonica di Mosca, la Filarmonica di Stato di Mosca, la Tokyo Sinfonietta, l'Orquestra Sinfonica Portuguesa, la Orchestra da camera filarmonica della Radio di Bucarest, l'Orchestre de Bretagne, la Philharmonique de Liège, la Südwestdeutsche Philharmonie, le Orchestre sinfoniche di Berna e di Bienne, la Philharmonia di Zurigo, le Orchestre da Camera di Zurigo e Basilea, nonché la Camerata Bern e l'Orchestra da Camera di Berna sotto la direzione di Luisi, Schiff, Kitajenko, Bashmet, Holliger, McCreesh, Sakari e Venzago, si dedica intensamente alla musica da camera:

in varie formazioni e con partner quali Joshua Bell, Patricia Kopatchinskaya, Erich Höbarth, Sol Gabetta, Peter Hörr, Patrick e Thomas Demenga, Antje Weithaas, Silke Avenhaus, Konstantin Lifschitz, Heinz Holliger, Christoph Prégardien e Mark Padmore.

È stato invitato a festival quali Festival di Lucerna, Berliner Festwochen, Menuhin Festival Gstaad, Rheingau, Verbier Festival, Présence Paris, Radio France Montpellier, Oxford Chamber Music Festival, Muséiques Basel, Barossa Valley, Haydn Festival Eisenstadt, Grafenegg, Wratislawia Cantans, Boswiler Sommer, Interlaken Classics, Davos, Ittingen, Meiringen, Mozartfest Zurigo, Murten Classics e Schubertiade Schwarzenberg.

Si dedica inoltre al repertorio contemporaneo con il Collegium Novum di Zurigo, l'Ensemble Contrechamps (Ginevra) e l'Ensemble Orion insieme alla sorella Noëlle-Anne Darbellay, nonché all'epoca barocca e classica con il corno naturale come ospite con ensemble come il Bach Collegium Japan, la Tafelmusik Orchestra Toronto e la Freitagsakademie di Berna.

Diversi compositori gli hanno dedicato opere solistiche e d’ensemble. Nel 2006 prima esecuzione assoluta al Festival di Lucerna del duo "Induuchlen" di Heinz Holliger per corno naturale e controtenore.

Incisioni discografiche per Challenge Records, Grammont, ECM, CPO, Cascavelle e Divox.

Olivier Darbellay è primo corno dell'Orchestra sinfonica di Berna, dell'Orchestra da camera di Basilea e dell'Orchestra del Festival di Gstaad. In qualità di docente, insegna alla Haute Ecole de Musique di Losanna e alla Scuola universitaria di musica di Lucerna HSLU Musik. Completa la sua attività didattica tenendo corsi e seminari in molti paesi europei, Russia e in tutta l'Asia.