Ulrich Köhler wurde am 15. Dezember 1969 in Marburg an der Lahn geboren. Nach dem Abitur und mehreren Auslandsaufenthalten studierte er von 1989 bis 1991 im französischen Quimper Kunst. Anschließend ging er nach Hamburg, wo er zunächst Philosophie und dann Visuelle Kommunikation an der Hochschule für bildende Künste studierte. Nach seinem Diplom 1998 realisierte er fünf Kurzfilme. Sein Langfilmdebüt "Bungalow" feierte im Panorama der Berlinale 2002 Premiere. Das ruhig inszenierte Drama über einen fahnenflüchtigen Wehrdienstleistenden, der im Ferienhaus seiner Eltern in einen Konflikt mit seinem älteren Bruder gerät, wurde mit einem Preis der Deutschen Filmkritik und mehreren Festivalpreisen im In- und Ausland ausgezeichnet wird.

Sein zweiter Kinofilm "Montag kommen die Fenster" wurde auf der Berlinale 2006 im Internationalen Forum des jungen Films uraufgeführt. Neben Filmemachern wie (unter anderen) Christoph Hochhäusler, Benjamin Heisenberg, Valeska Griesebach oder Köhlers Lebensgefährtin Maren Ade zählt man auch Köhler zu den Filmemachern der sogenannten "Berliner Schule".

Mit seinem dritten abendfüllenden Spielfilm "Schlafkrankheit" wurde Ulrich Köhler 2011 in den Wettbewerb der Berlinale eingeladen.