Еще в школе она заявила родителям, что станет актрисой. Ее мечта усилилась, когда семья переехала в Москву, где они жили в доме Совета Министров. Там жило много известных кинематографистов. Как вспоминала впоследствии актриса, она нередко подкарауливала выходы режиссера С. Герасимова и его жены Т. Макаровой, актрисы М. Ладыниной. "В нашем доме жил сам Алексей Консовский, сыгравший принца в "Золушке". И я была в него влюблена, как и все девочки страны", - рассказывала она.После школы поступила в Театральное училище имени Щукина, которое окончила в 1957 году.
С 1956 года снималась в кино, дебютировав в эпизоде фильма «Карнавальная ночь». Зрителям запомнился эпизод с ее участием в телефильме «Семнадцать мгновений весны» - пьяной дамы в кафе, которая пристает к Штирлицу в момент его встречи с советским агентом. Наиболее широкую известность получила после фильма «Покровские ворота», в котором блестяще сыграла Маргариту Павловну Хоботову - властную и даже деспотичную женщину, которая выходит замуж во второй раз, но не желает отпускать бывшего супруга.
Далее были работы в фильмах «Где находится нофелет?», «Когда опаздывают в загс», «Наша дача», «Мсье Робина» и др. Снималась в юмористических журналах «Фитиль» и «Ералаш». В конце 1990-х годов снималась в рекламе чистящего порошка Comet. На телевидении вела программы «Дело хозяйское» и «На здоровье!». В начале 2000-х сыграла в нескольких телесериалах, в частности, исполнила главную роль в сериале «Русские амазонки-2».
Личная жизнь Инны Ульяновой: Состояла в фактическом браке с актером Николаем Губенко. Но до брака не дошло. Актрисе приписывали романы с коллегой Евгением Моргуновым и известным спортсменом Валерием Брумелем. Муж - актер и режиссер Борис Голдаев (известен по роли помещика Левина в фильме «Анна Каренина») Они познакомились в 1964 году в Московском театре драмы и комедии на Таганке. Поженились в 1966 году. Но брак продлился всего полтора года. По словам Голдаева, разрыв произошел после вечеринки, на которой он станцевал с Анастасией Вертинской. "Вечером дома мне стало плохо. Инна вместо того, чтобы принести хотя бы стакан воды, начала кричать, что я напился и весь вечер проговорил с какими-то бабами, я отвернулся от нее и уснул. На следующий день ушел из дома ее родителей, где мы жили, в театральное общежитие", - рассказывал Голдаев. "Инна в личной жизни была несчастливым и одиноким человеком из-за своего бескрайнего эгоизма, в зрелом возрасте пристрастилась к игре в карты, писали, что начала выпивать. Она любила только себя и больше ни с кем не могла существовать. Не только она, но и мама ее, и отец такие же были. Каждый в этой семье был занят устройством своей судьбы и ничем больше. Отец жил на работе. За полтора года моей жизни у них и двумя словами не обмолвились. Мать без конца разъезжала по пансионатам. А мы с Инкой питались кремлевскими харчами", - вспоминал Голдаев.
После развода с Борисом Голдаевым она много лет была одна.
В конце 1970-х у нее вспыхнул бурный роман с французским летчиком Жан-Пьером Константеном, который был старше ее на 15 лет. В СССР он оказался по долгу службы, Ульянову увидел на сцене во время спектакля, после чего решил с ней познакомиться. Их отношения длились четыре года. При каждой возможности Жан-Пьер прилетал в СССР, чтобы увидеться с Инной. Они долго переписывались, Жан-Пьер посвящал ей стихи. Но выйти замуж за иностранца Ульяновой не разрешили. Детей актриса не имела и, как рассказывали знавшие ее, иметь не хотела .
Смерть Инны Ульяновой
В последние годы актриса ухаживала за своей матерью, которой было далеко за 80. Старушка впала в маразм, даже дочку не узнавала. Инне перед отъездом на гастроли приходилось прятать ножи, вилки, снимать газовый ключ и т.д. В конце концов она отдала ее в дом престарелых. Эта история получила огласку в СМИ, многие обвиняли актрису, что она бросила мать. Для Инны Ульяновой эта ситуация была весьма тяжелой. В итоге мать пережила свою дочь на два года. Инна Ульянова умерла в одиночестве 9 июня 2005 года. Актриса скончалась в карете скорой помощи, которую вызвали ее соседи, забеспокоившись, что она неделю не открывала дверь. До 2018 года причиной смерти актрисы считался цирроз печени, который, как думали многие, появился у звезды из-за алкоголя. Однако по другой версии, со спиртным это никак не связано. Однако в сентябре 2018 года на Первом канале вышел документальный фильм «Инна Ульянова «В любви я Эйнштейн». В картине подруги актрисы заявили, что в последний год жизни Ульянова боролась с онкологией, о которой узнала случайно во время незначительной операции. Говорить посторонним о своей болезни актриса подругам запретила. Похоронена актриса на Ваганьковском кладбище, на Васильевской аллее (10 участок). Отметим, что вся семья Ульяновых, включая бабушку и дедушку актрисы со стороны матери, похоронена на Ваганьковском кладбище. В 2008 году на могиле был установлен бюст Инны Ивановны.