Pierre-Olivier Deschamps vit et travaille à Paris depuis 1981.
D'abord photographe de théâtre et assistant de studio, il est rapidement diffusé par Libération où il rencontre Christian Caujolle et devient un des premiers photographes de l'agence VU'.
Il réalise alors de très nombreux portraits d'écrivains et de personnalités du cinéma, et participe à l'essor d'une nouvelle photographie de reportage.
Depuis plusieurs années, il travaille également sur l'art de vivre et l'architecture pour des éditeurs et des magazines français et étrangers, notamment Elle Décoration.
Il participe en 2006 à l'exposition des vingt ans de l'agence VU', organisée par Robert Delpire, et collabore à un projet collectif pour VU', où il s'emploie à détourner la carte postale d'un Paris ville-musée.
Il expose en 2007 un ensemble de photographies sur les thermes de Vals en Suisse, et obtient en 2010 le premier prix du World Press Photo pour sa série "Résidence".