オリンパス設立に伴い新工場の建設を決定。常盤商会グループの「帝国合金」が幡ヶ谷駅付近にあった縁で同地に新設した。1919年夏に着工し10月に完成。完成と同時に会社創立総会を開いて事業を開始した。設立時の従業員は約80名で、生産技術を担う職工が中心。顕微鏡製造は精密部品加工やレンズ研磨など高度な技術を要し、職人確保が不可欠だったためである。創業期のレンズ生産は秘匿化され、関係者以外立入禁止の部屋で研磨していたという。

1920年にオリンパスは顕微鏡「旭号」を発売したものの、ドイツ製（ツァイスなど）の輸入品との競争に直面。日本国内では欧米からの輸入品が重視される時代であり、国産品であった「旭号」は販売で苦戦した。そこで、1920年10月に「オリンパス」の商標を取得。海外風の商標を採用するが、国産品への評判が悪い状態は続き、戦前を通じて顕微鏡の販売に苦戦した。

戦前の軍備増強を受けて1933年に海軍がオリンパスを指定工場に登録。同社は顕微鏡を全国の海軍病院に納入し販売数量を安定させた。1937年から軍需品生産を本格化し、砲鏡・双眼鏡・測定器を生産、各種工作機械で量産体制を敷いた。終戦間際の1943年12月に諏訪、1944年2月に伊那の両工場を長野県内に新設し疎開。1945年の空襲で本社工場（渋谷区幡ヶ谷）が被災し信州が主力となった。諏訪工場は戦後いち早くカメラ量産体制を確立し復興に寄与した。

戦時中の生産増強に対して、オリンパスは工場新設のための資金難に直面。そこで、国内の有力商社である安宅商会（のちの安宅産業）から財務支援を受けることを決め、創業者である山下氏を含めた経営陣の入れ替えを実施した。安宅商会によるオリンパスの支援に際しては、穏便に行われ、目立った混乱は生じなかった。この結果、オリンパスの創業者である山下長氏は社長を穏便に退任し、安宅商会から派遣された後任者に経営を譲った。

高千穂製作所から高千穂光学工業株式会社に商号変更した。すなわち光学機器メーカーとしての位置づけを社名に明示する動きであり、戦時下の軍需対応にも対応した体制再編の一環であった。

高千穂光学工業株式会社からオリンパス光学工業株式会社へ商号変更した。1921年に取得した「オリンパス」商標をついに社名に据え、ブランドと社名を一致させる転換となった。

1954年の国内カメラ販売不振を受け、オリンパスは輸出注力を決定。1955年に「輸出基本方針」を策定し、製品の最低30%を輸出する方針を発表した。輸出先は北米（米・加）に集中させ、ニューヨークを起点に売り込んだ。輸出機種は主力の「オリンパス35」と「オリンパスワイド」に絞った。1956年に高橋社長が渡米して現地販売企業を視察。米国販売総代理店としてブロックウェイ社を選定し同年9月に契約締結。期間5ヵ年、宣伝費年400万ドル負担とした。

1950年代を通じてオリンパスは「顕微鏡・測定器・胃カメラ・カメラ」といった多品種を展開し、このうち特にカメラの需要が増大した。一方で、本社工場の周辺は宅地化が進行しており工場の拡張が困難であったため、関東圏における新しい生産拠点として八王子に工場を新設することを決定。1963年8月に八王子事業所を新設し、1967年までに本社工場の移転を完了した。生産品目は本社工場で担当していた医療機器（グラスファイバー）が中心であった。

Olympus Corporation of America（現・Olympus America Inc.）を設立した。米国における顕微鏡・医療機器の販売を強化する動きであり、後の北米事業統括会社設立への布石となった。

プラザ合意による円高で輸出依存のオリンパスは収益性が悪化。利益確保のため1987年5月20日の常務会で、債権・外国債権・株式先物・債権先物など金融資産運用の積極化を決定した。しかしバブル崩壊後に数百億円の含み損を抱え、回収のため1993年頃からよりリスクの高い金融商品の運用を強めたが状況は改善しなかった。1998年頃には損失額が950億円に達したという。含み損は計上を先送りしたが、1990年代後半の時価会計導入で暗礁に乗り上げた。

映像事業をオリンパスイメージング株式会社、医療分野をオリンパスメディカルシステムズ株式会社として会社分割した。すなわち中核事業を分社化することで意思決定を機動化させる狙いであり、2015年の再吸収まで続く体制となった。

2008年2月にオリンパスは英医療機器メーカーGyrus Groupを2597億円で買収した。現預金控除後の取得支出は2322億円に及び、同社として大規模買収となった。Gyrusは低侵襲治療における高周波技術をコアとし、泌尿器・婦人科向け機器を製造販売していた。オリンパスは内視鏡に次ぐ新領域として展開を狙った。なお買収のFA報酬を6.8億円に設定し、粉飾決算の帳尻合わせも施された。よって本買収は2011年の粉飾露呈時に問題視された。

携帯電話端末の販売を手がける子会社ITX社（FY2011・売上高2294億円・営業利益53億円）の売却を決定。売却額は530億円で、売却先は日本産業パートナーを選定

オリンパスメディカルシステムズ株式会社の吸収分割およびオリンパスイメージング株式会社との合併により、医療分野および映像事業を当社に吸収した。2004年の分社化を経て、グループ運営を本体集約型へ戻す再編であった。

Quest Photonic Devices B.V.を買収した。すなわち外科領域における蛍光イメージング技術を獲得する動きであり、内視鏡を超えた手術関連事業の拡張につながった。

Medi-Tate Ltd.を買収した。泌尿器科領域を強化する狙いであり、医療機器ポートフォリオの中で前立腺関連治療デバイスの取り扱いを広げる動きであった。

医療機器に集中するために、祖業である顕微鏡に加えて、非破壊検査、X線分析計からの撤退を決定。これらの事業を担当していた完全子会社「株式会社エビデント」の株式を全て売却することを決定した。売却先はベインキャピタル系の投資ファンド「株式会社BCJ-66」であり、売却の譲渡価格は4276億円となった。これに伴い、FY2023にオリンパスは子会社株式譲渡による売却益として2472億円を計上した。

整形外科事業をポラリス・キャピタル・グループに譲渡した。すなわち医療分野の中でも内視鏡・治療機器に経営資源を集中する流れの中で、非中核とみなした領域を切り離す動きであった。