Владимир Ульянов родился 2 февраля 1965 года в городе Москве. В юности мечтал стать лётчиком, увлекался парашютным спортом. Окончил Московский авиационный приборостроительный техникум.
С 1983 по 1985 год проходил срочную службу в воздушно-десантных войсках Прибалтийского военного округа. Воинская специальность – войсковой разведчик.
После армии вернулся в Москву, работал слесарем-сборщиком радиоаппаратуры на заводе «Мосприбор». Поступил на вечернее отделение Московского авиационного института. После окончания первого курса решил продолжить военную службу, и в 1989 году был зачислен в ряды легендарной Группы «Вымпел». Находясь в подразделении, окончил Академию ФСБ.
Неоднократно выезжал в командировки в районы межнациональных конфликтов – Степанакерт, Ереван, Баку, Тбилиси, Кишинёв, Душанбе, Вильнюс.
После драматических событий сентября–октября 1993 года «Вымпел» был передан в подчинение МВД. Владимир Ульянов, как и большинство его боевых товарищей, уходить туда не пожелал. Он перешёл в Главное управление охраны, а через год с небольшим, в 1996 году, по личной просьбе был зачислен в Управление «А».
Во время службы в «Альфе» Владимир Алексеевич неоднократно участвовал в сложных спецоперациях в разных точках страны, которые выпадали его подразделению, в том числе он неоднократно выезжал в Чеченскую республику. Среди его наград – медаль «За отвагу».
В ночь на 8 сентября 2003 года в населённом пункте Ялхой-Мохк Курчалоевского района силами спецназа ФСБ проводилась операция по задержанию главаря одной из банд. В ходе проведения операции охрана полевого командира открыла огонь по группе захвата.
Старший оперуполномоченный майор Владимир Ульянов, прикрывая своих товарищей, отвлёк огонь бандитов на себя и пал смертью храбрых. В результате смелых и решительных действий отважного офицера бойцы спецподразделения захватили главаря и уничтожили его охрану.
Указом Президента Российской Федерации от 6 декабря 2003 года № 1445с «за мужество и героизм, проявленные при выполнении специального задания» майору ФСБ Ульянову Владимиру Алексеевичу посмертно присвоено звание Героя России.
Похоронен в Москве на Николо-Архангельском кладбище.
В 2009 году имя майора Владимира Ульянова присвоено Православному военно-патриотическому клубу «Воскрест», действующему в городе Гороховце Владимирской области. В 2015 году открыта мемориальная доска в Школе № 2010 имени М. П. Судакова города Москвы.