Инна Ульянова появилась на свет 30 июня 1934 года в Горловке. Её отец, Иван Александрович Ульянов, был горным инженером, а позже стал заместителем министра угольной промышленности. Семья жила в престижном московском доме, где соседями были знаменитости, в том числе кинозвёзды. Именно тогда, ещё в детстве, увидев фильм "Золушка", Инна влюбилась в актёра Алексея Консовского и твёрдо решила стать артисткой.
Поступать она пошла в легендарную "Щуку". На экзамене дела шли плохо: она монотонно читала басню Крылова и почти провалилась. Но вдруг, вникнув в смысл, Инна неожиданно для себя расхохоталась. Комиссию это поразило, и её приняли с испытательным сроком. Время доказало, что решение было верным. В 1957 году с дипломом на руках Ульянова уехала в Ленинград, в Театр комедии, где прослужила шесть лет.
В 1964 году она вернулась в Москву и пришла в Театр на Таганке. Но стать ведущей актрисой там не удалось: у Юрия Любимова были свои фавориты и своё видение, в которое Инна не вписалась. В кино, начиная с эпизода в "Карнавальной ночи" 1956 года, ей доставались лишь крошечные роли. Саму Инну такое положение, видимо, устраивало. Благодаря отцу, у неё не было бытовых проблем: она не знала, что такое общежитие и голод, всегда одевалась изысканно. Актриса любила свою профессию, но до поры у неё просто не было стимула требовать от себя максимальной отдачи.
В 1966 году Инна вышла замуж за актёра Бориса Голдаева. Брак продлился всего полтора года. По словам бывшего мужа, он не выдержал эгоизма супруги, её сцен ревности и привычки думать только о себе. Сама Ульянова об этом не рассказывала, но близкие знали: она очень тяжело переживала развод. Позже, по её собственным словам, у неё были яркие романы, в том числе с французским лётчиком, длившиеся по несколько лет. Факты говорят лишь об одном: замуж она больше не выходила, детей не было, и к старости актриса осталась одна.
Её звёздной ролью стала Маргарита Павловна Хоботова в телефильме "Покровские ворота" (1982) режиссёра Михаила Козакова. Роль принесла Инне Ульяновой огромную популярность, но одновременно сделала её "заложницей" этого образа. Режиссёры в дальнейшем часто видели в актрисе только Маргариту Павловну и предлагали похожие характерные роли.
Этот образ бойкой и экзальтированной дамы отлично пригодился в "Ералаше", "Фитиле" . В 1990-х годах актриса стала "рекламным лицом" чистящего порошка Comet. С годами у нее прибавились переживания за маму. Анна Николаевна, 1911 года рождения, страдала деменцией, и ей требовался постоянный уход, который Инна обеспечить не могла. Актрису осуждали за то, что она определила мать в дом престарелых, но другого выхода просто не было.
Внешне Ульянова всегда казалась энергичной и жизнерадостной. Но что было у неё на душе — знала только она. Одиночество, непростые отношения с коллегами, болезнь матери привели к тому, что она стала искать успокоение в алкоголе. Это подорвало здоровье, случались срывы и госпитализации. 9 июня 2005 года Инна Ивановна Ульянова ушла из жизни. Ей было 70 лет. Заслуженная артистка РСФСР (1989), лауреат Государственной премии России (1999)