Михаил Александрович Ульянов родился 20 ноября 1927 года в селе Бергамак Муромцевского района Омской области. Фамилию Ульянов Михаил (Жуков – по отцу) взял после войны, перед поступлением в театральное училище.
В 1950 году Михаил окончил Театральное училище имени Б.В. Щукина при театре имени Евгения Вахтангова, с которым связана вся творческая жизнь актёра. Его амплуа определилось сразу и четко: молодой социальный герой, достоверный, современный, сегодняшний. Очень быстро это нашло своё подтверждение в знаменательном для театра спектакле по пьесе А.Н. Арбузова «Город на заре».
В первое десятилетие работы в театре роли Ульянова были главные и второстепенные, положительные и отрицательные, классика и современность. Среди калейдоскопа образов выделилась и осталась роль Рогожина в инсценировке романа Ф.М. Достоевского «Идиот».
В 1960-е годы Ульянов создает несколько заметных образов в кино. Его знаменитый Трубников («Председатель», 1964) стал советской классикой; мятежник Митя Карамазов («Братья Карамазовы», 1968), генерал Чарнота («Бег», 1970), маршал Жуков – эти и многие другие работы вписаны в золотой фонд отечественного киноискусства.
Он успешно сочетал работу в театре, кино, на радио и телевидении. В 1973 году дебютировал как режиссёр, поставив на сцене Вахтанговского театра пьесу В.Розова «Ситуация», в 1976 году был сорежиссёром в постановке «Ричарда III», в 1979 осуществил постановку эпического романа В.М. Шукшина «Я пришёл дать вам волю» и сыграл в нём Степана Разина.
В сентябре 1987 года Михаил Ульянов назначен художественным руководителем Театра имени Евгения Вахтангова. Он избирался секретарем правления Союза кинематографистов СССР, председателем правления Союза театральных деятелей РСФСР, председателем Союза театральных деятелей России, народным депутатом СССР (1989–1992).
Михаил Александрович является автором книг: «Моя профессия» (1975), «Работаю актёром» (1987). «Возвращаюсь к самому себе».
Умер великий актер Михаил Александрович Ульянов вечером 26 марта 2007 года на восьмидесятом году жизни.