Allerede året etter hans fall ble hans legeme tatt opp, erklært hellig av biskop Grimkjell, lagt i skrin og satt på høyalteret i Klemenskirken i Nidaros. 

Dyrkelsen av St. Olav bredte seg hurtig over hele Nord-Europa. Det ble bygd St. Olavs-kirker ikke bare i Norden, men også i større byer som Novgorod, London og York. Den første ble oppført allerede i 1035-40 på Shetland. I dag er det omlag 340 Olavskirker over hele verden, så langt borte som i Bengalen.

Ved siden av Maria var St. Olav den mest avbildede helgen i nordisk middelalderkunst, både i maleri og skulptur. I fri skulptur går disse fremstillingene fra 1100-tallet og frem til reformasjonen; Olav vises enten stående, kronet og med en øks i den ene hånden, eller sittende, og oftest med et uhyre under føttene – symbolet på de onde maktene, hans gamle selv, som han overvant.

Den sterke folketradisjonen om St. Olav vitner om den makt han hadde over menneskenes forestillingsliv i Norge ikke bare i katolsk tid, men også lenge etter reformasjonen. Hans dødsdag 29. juli blir minnet av den norske katolske kirke som Olavsmessedagen (olsok). Se også Olavsarven.

Med Astrid hadde Olav en datter, Ulvhild, som ble giftet inn i den saksiske hertugslekt og fikk en stor etterslekt (blant annet det nåværende norske kongehus); med en (engelsk?) tjenestekvinne ved hirden hadde han sønnen Magnus (den gode). Bevarte vers viser at Olav også virket som skald.
(Store norske leksikon)