Гаспар Ульель родился 25 ноября 1984 года в парижском пригороде Булонь-Бийанкур в семье стилистов. В детстве Ульель мечтал стать кинорежиссёром и по окончании лицея он поступил в университет Сен-Дени, где изучал кинематограф. Однако сниматься Ульель начал ещё школьником, первую свою роль в телевизионном фильме он сыграл в двенадцать лет. На французском телевидении начинающего актёра быстро заметили, за несколько лет Ульель появился во множестве телепроектов.
Дебютировал Гаспар Ульель в 1999 году в короткометражной картине «Прозвище» популярной во Франции сценаристки и режиссера Марины де Ван. После этого фильма Ульель сыграл роль в достаточно известном мистическом боевике Кристофа Гана «Братство волка» (2001), а также комедии Мишеля Блана «Целуй кого хочешь» (2002). Был номинирован на французскую национальную премию кино «Сезар».
Ульель, дабы улучшить свои актерские способности, посещал специализированные курсы Cours Florent, где на него обратил внимание корифей французского кинематографа Андре Тешине. После их знакомства Гаспар получил главную роль в картине Тешине «Заблудшие» (2003). Критики в один голос утверждали, что Ульель прекрасно справился со своей ролью, которая не была легкой. За эту роль он вновь получил номинацию на кинопремию «Сезар».
В 2004 году на экраны вышла крупнобюджетная детективная драма Жан-Пьера Жене «Долгая помолвка», экранизация одноимённого романа популярного французского писателя Себастьяна Жапризо. В этом фильме Ульель исполнил роль центрального персонажа. Картина, собравшая хорошие отзывы в прессе, была тепло встречена публикой и принесла Ульелю всемирную известность. Актёр лично представлял фильм во многих странах, в частности, побывал в Москве на Неделе французского кино, в рамках которой состоялась российская премьера «Долгой помолвки». За эту роль Ульель наконец получил «Сезара» как самый многообещающий молодой исполнитель.
В начале 2007 года на мировые экраны вышел долгожданный приквел «Ганнибал: Восхождение», в котором Гаспар Ульель воплотил образ людоеда и эстета Ганнибала Лектера, придуманный писателем Томасом Харрисом.
В 2009 году режиссер Бертран Тавернье приступил к экранизации романа «Принцесса де Монпансье» Мадлен Де Лафайет. Сюжет охватывает период религиозных войн во Франции и многих известных исторических лиц того времени. Роль герцога де Гиза, прозванного «меченым» из-за шрама на лице, была предложена Гаспару Ульелю.