Ouliana Lopatkina commence la danse en Crimée, où elle est née. À l'âge de neuf ans, elle fait son entrée à l'Académie de ballet Vaganova où elle sera formée par Natalia Doudinskaïa. Elle en sort diplômée en 1991. En 1995, elle est nommée danseuse étoile de la compagnie du Théâtre Mariinsky. Ses professeurs de l'Académie de ballet Vaganova la destinaient à des rôles de caractère - un répertoire à part entière considéré par les Russes comme aussi noble que le classique. Ouliana Lopatkina persiste cependant dans son apprentissage afin de devenir une danseuse de premier rang. Elle triomphera notamment dans Le Lac des cygnes et La Mort du cygne.
Au début des années 2000, elle se voit obligée d'interrompre quelque temps sa carrière, une maternité (sa fille Macha naît en 2002) et une grave blessure l'éloignant de la scène. Après avoir longtemps refusé de danser le rôle emblématique d'Aurore, dans La Belle au bois dormant, elle interprète l’Adage à la rose pour la première fois en 2008, lors d'un gala à Moscou.
