Gaspard Ulliel, Sohn eines Modedesigners, hat einen Auftritt in der TV-Serie „Une Femme En Blanc“, als er noch zur Schule geht. Nach einigen Sommerpraktika an der Schauspielschule Cours Florent in Paris studiert er Filmkunst an der Universität von Saint-Denis. 1999 spielt er in „Alias“ mit, einem Kurzfilm von Marina De Van. Aber erst durch den TV-Film „Julien“ von Jacques Otmezguine wird die Welt 2000 zumindest ansatzweise auf ihn aufmerksam. Im Jahr darauf spielt er dann schon eine Nebenrolle in „Der Pakt der Wölfe“ von Christophe Gans.

2002 wird Gaspard Ulliel schließlich von Michel Blanc entdeckt, der ihm in der Komödie „Embrassez Qui Vous Voudrez“ die Rolle eines von seinen Hormonen geplagten Teenagers anvertraut. André Techiné wählt den Mimen mit dem androgynen Körperbau anschließend als wilden Jüngling aus, der mit Emmanuelle Béart in „Strayed“ die Straßen des besetzten Frankreichs durchquert. Für diese intensiven Auftritte wird Ulliel jeweils 2003 und 2004 für den César als bester männlicher Nachwuchsdarsteller nominiert. Doch erst beim dritten Anlauf ist es soweit: 2005 gewinnt er den Preis dank Jean-Pierre Jeunets „Mathilde - Eine große Liebe“, in dem er den Verlobten von Audrey Tautou verkörpert.

Gaspard Ulliel wird zu einem der wichtigsten Schauspieler Frankreichs und als der tapfere Bauer „Jacquou Le Croquant“ (2005) sowie als der furchterregende Hannibal Lecter in „Hannibal Rising“ (2007) über die jungen Jahre des kannibalistischen Serienkillers ausgewählt. Er ist aber auch in kleineren, intimeren Werken wie „Le Dernier Jour“ oder „Die dritte Dimension“ zu sehen und wird von Gus Van Sant für dessen Beitrag zur Kurzfilm-Anthologie „Paris, Je T'aime“ gecastet. Seine Vielseitigkeit zeigt er weiterhin als Sohn von Isabelle Huppert in „The Sea Wall“ sowie als Sohn von Jean Reno im Crime-Thriller „Inside Ring“.

Noch im selben Jahr zieht es Ulliel nach Jerusalem, wo er an der Seite von Jasmine Trinca in dem komplexen Liebesdrama „Ultimatum“ vor Hintergrund des ersten Golfkriegs vor die Kamera tritt. Acht Jahre nach „Strayed“ ist er mit dem Historienfilm „Die Prinzessin von Montpensier“ endlich einmal wieder im Wettbewerb von Cannes zu sehen. Und das noch dazu an der Seite einer hochwertigen Besetzung (Mélanie Thierry, Lambert Wilson und Grégoire Leprince-Ringuet) sowie unter der Regie von Bertrand Tavernier.

2011 ist er in Emmanuel Mourets Ensemble-Komödie „Die Kunst zu lieben“ dabei. Kurz darauf betätigt er sich in der französischen Sprachfassung des Animations-Abenteuers „Die Hüter des Lichts“ erstmals als Synchronsprecher, in dem er die Hauptrolle des Jack Frost interpretiert.

Seine schlanke Statur und seine familiäre Nähe zur Modebranche machen ihn zum idealen Schauspieler für Bertrand Bonellos „Saint Laurent“ (2014), in dem er an der Seite von Jérémie Renier und Léa Seydoux in die Rolle des ikonischen Modeschöpfers schlüpfen darf. Für seine Leistung erhält er eine Nominierung für den César als bester Schauspieler. Danach spielt der Schauspieler in „Die Tänzerin“ an der Seite von Soko und erlangt 2016 mit „Einfach das Ende der Welt“ von Xavier Dolan einen weiteren Höhepunkt. Der ergreifende Part als schweigsamer Schriftsteller bringt ihm endlich die große Auszeichnung ein: den César als bester Darsteller.

2018 ist er in nicht weniger als vier Spielfilmen zu sehen: in „Eva“ von Benoît Jacquot, in dem er dem Charme einer mysteriösen Femme Fatale (Isabelle Huppert) verfällt, dem einzigartigen „9 Doigts“ von Regie-Rebell F.J. Ossang, dem ambitionierten „Ein Volk und sein König“, der uns mitten in die Französische Revolution versetzt, und dem atmosphärischen Kriegsfilm „Ans Ende der Welt“ von Guillaume Nicloux.

2019 ist Ulliel in Justine Triets Drama „Sibyl - Therapie zwecklos“ dabei und ist zwei Jahre später Teil der Besetzung der Marvel-Serie „Moon Knight“ an der Seite von Oscar Isaac und Ethan Hawke. Er spielt Anton Mogart alias Midnight Man.

Am 19. Januar 2022 stirbt Ulliel im Alter von 37 Jahren an den Folgen eines schweren Schädel-Hirn-Traumas, das er sich bei einem Skiunfall zuzieht. Er wird noch in die Notaufnahme eines Krankenhauses in Grenoble gebracht, erliegt dort aber am Folgetag seinen Verletzungen.