Urodził się 3 X 1859 r. gdzieś w małej stanicy zagubionej w stepach guberni wołgogradzkiej. Niewiele wiemy o jego młodości. Ukończywszy gimnazjum klasyczne, w 1877 r. rozpoczął studia na Wydziale Historyczno-Filologicznym Uniwersytetu Moskiewskiego. Zapewne już wtedy swoje zainteresowania skoncentrował na tym, co w sferach rządowych carskiej Rosji było mile widziane, mianowicie na udowadnianiu, że język rosyjski dał początek wszystkim innym językom słowiańskim. Takie rozumowanie było bliskie stwierdzeniu, że tylko Rosjanie są czystą słowiańską rasą, co miało tłumaczyć, dlaczego krajem nad Wisłą rządzą gubernatorzy z Petersburga. Uniwersytet ukończył w 1881 r. i jego uzdolnienia musiały zostać dostrzeżone, gdyż z tytułem privat-docenta w 1886 r. zaczął wykładać na swojej macierzystej uczelni.

Zdobył uznanie i zaczął uchodzić za jednego z najlepszych uczniów wybitnego rosyjskiego językoznawcy Filipa F. Fortunatowa. Do Warszawy przybył w 1888 r. i został wykładowcą, specjalistą od języka starosłowiańskiego. Z Cesarskim Uniwersytetem Warszawskim związał się na kilkanaście lat. Tutaj w 1891 r. uzyskał stopień doktora za rozprawę o pochodzeniu języków słowiańskich i litewskich (Znaczenije głagolnych osnow w litowsko-sławianskom jazykie).

Przypomnijmy, że gdy Uljanow przyjechał do Warszawy, największymi wpływami cieszyli się profesorowie Wydziału Historyczno-Filologicznego i aż czterech z nich było rektorami uczelni. Nasz bohater zaskarbił sobie zaufanie kuratora Apuchtina i, co wyjątkowe, był też poważany wśród studentów. Prowadzone przez niego wykłady językoznawcze uchodziły za ciekawe i dobrze przygotowane. Dorobek naukowy Uljanowa wysoko oceniał historyk Leon T. Błaszczyk: „Wniósł cenny wkład w badania historyczno-porównawcze nad systemem werbalnym języków bałtyckich i słowiańskich, a jego dorobek miał podstawowe znaczenie dla rozwoju językoznawstwa. [...] Można przypuszczać, że dzięki łączeniu wykształcenia filologa klasycznego i językoznawcy Uljanow potrafił uczynić swe wykłady bardziej atrakcyjnymi dla studentów kierunku klasycznego niż jego poprzednicy”.

Nic dziwnego, że wkrótce odniósł pierwszy większy sukces zawodowy. Rosyjska Akademia Nauk nagrodziła go prestiżową nagrodą za dysertację dotyczącą języka z pogranicza słowiańsko-bałtyjskiego. Otrzymał też awans na profesora zwyczajnego, a w 1898 r. został dziekanem Wydziału Filologiczno-Historycznego.

Wydział ten był najmniejszym ze wszystkich czterech działających na Cesarskim UW i gromadził jedynie kilka procent społeczności studenckiej. Wśród nich było niewielu Polaków, ponieważ w praktyce nie mieli oni szans na posadę nauczycielską. Polscy studenci z niechęcią spoglądali też na polityczne znaczenie tego wydziału. Każdy wiedział, że odgrywał on nikczemną rolę w procesie rusyfikacji. Pełnienie funkcji dziekana Wydziału Historyczno-Filologicznego zwykle gwarantowało dalsze awanse.

Uljanow to wykorzystał i w 1899 r. jako czterdziestolatek został rektorem Cesarskiego UW. Najpewniej znalazł oparcie w Ministerstwie Oświaty, gdzie wiceministrem, a od 1902 r. ministrem był dobrze mu znany, poprzedni rektor Cesarskiego UW Grigorij Eduardowicz Zenger.

Uczelnią kierował przez prawie 5 lat i poza nieustającym kursem rusyfikacyjnym dał się poznać też z dobrej strony. Za jego rządów (w lipcu 1901 r.) ukończono budowę potężnego – jak na owe lata – kompleksu szpitalnego dla wydziału lekarskiego, funkcjonującego do dziś jako Szpital Dzieciątka Jezus przy ulicach Chałubińskiego, Oczki i Lindleya. Nowe zabudowania i nowoczesna aparatura medyczna były zaiste imponujące. W pawilonach zamontowano windy, szpital wyposażono też w inkubatory. Poza gmachem biblioteki była to największa uczelniana inwestycja w czasach rosyjskiego UW.

Uniwersytet miał swoje sukcesy. W 1903 r. Michaił Siemionowicz Cwiet odkrył i opisał zjawisko chromatografii. Uniwersytecka biblioteka należała do wzorcowych, a jej księgozbiór tworzyło ćwierć miliona tytułów. Liczba laboratoriów i gabinetów naukowych wzrosła do 41, a gabinet geologiczny należał do najlepszych w Europie, dzięki darowiźnie prywatnych zbiorów profesora krystalografii Georgija Wiktorowicza Wulfa. Postrzeganie rektorowania Cesarskiemu UW wyłącznie przez pryzmat polityki rusyfikacyjnej jest stanowczym uproszczeniem.

Uljanow był rektorem do początku 1904 r. Odszedł, gdy w Warszawie mnożyły się demonstracje studenckie – ich zaczynem były listopadowe uroczystości żałobne po śmierci znienawidzonego Apuchtina w 1903 r. Polska młodzież wcale nie wyrażała żalu z powodu tej śmierci, co kontrastowało z oficjalnym stanowiskiem władz uczelni. W grudniu studenci ogłosili strajk okupacyjny, żądając usunięcia Uljanowa. Doszło do starć z policją i aresztowania 40 uczestników zajść. Na przełomie grudnia i stycznia Uniwersytet zamknięto, ale władze w Petersburgu uznały, że represje były za mało stanowcze.

Zdymisjonowany Uljanow nie popadł jednak w niełaskę. Niemal natychmiast awansowano go na inspektora Ryskiego Okręgu Naukowego, a wkrótce – na zastępcę ministra oświaty. W ministerstwie Uljanow pracował do 1911 r. Od tego roku był senatorem i tajnym radcą stanu. Ostatnie lata życia spędził w Petersburgu, ale śmierć zabrała go, gdy wypoczywał w Jałcie 21 IV 1912 r. Tam też został pochowany.