Дмитрий Ульянов родился 26 октября 1972 года в Москве. Будучи студентом школы-студии МХАТ, нарушил запрет на участие в съёмках (снялся в детской телепрограмме «Будильник»), и был отчислен. Перевёлся в Щукинское училище, которое окончил в 1998 году (актёрский курс Евгения Князева), получив специальность «актёр театра и кино». В том же году был принят в труппу Государственного академического театра имени Е. Б. Вахтангова, где прослужил до 2004 года. Наиболее известен по сериалу «Остров ненужных людей».