Nicolas Luc-Olivier Merson né à Paris le 21 mai 1846 et mort dans la même ville le 13 novembre 1920 est un peintre et illustrateur français.
Fils du peintre et critique d'art Charles-Olivier Merson (1822-1902) et de Félicie Joséphine Talbot, Luc-Olivier Merson étudie auprès de Gustave Adolphe Chassevent-Bacque à l'École de dessin puis auprès d'Isidore Pils à l'École des beaux-Arts de Paris. Il expose pour la première fois au Salon de 1866 et obtient le grand prix de Rome de peinture en 1869 avec Le Soldat de Marathon.
Luc-Olivier Merson obtient une médaille de première classe au Salon des artistes français de 1875, et une médaille d'or lors de l'Exposition universelle de Paris de 1889.
En 1892, il est élu à l'Académie des beaux-arts. Peu avant sa mort, il reçoit la médaille d'honneur du Salon des artistes français pour l'ensemble de son œuvre.
De 1905 à 1911, il est chef d'atelier à l'École des beaux-arts de Paris. Chevalier de la Légion d'honneur en 1881, puis promu officier en 1900, il est promu commandeur du même ordre à titre posthume en 1920.
Luc-Olivier Merson pratique principalement la peinture religieuse et la peinture d'Histoire.