Uwe Preuss wurde 1961 in Dresden (damals DDR) geboren; als Sohn eines international tätigen Projektingenieurs und einer Technischen Zeichnerin wuchs er einige Jahre in São Paulo (Brasilien) auf. Seinen Schulabschluss machte er in der DDR und absolvierte anschließend eine Lehre als Industriekaufmann. Auch auf Grund seiner Auslandserfahrungen fiel es ihm jedoch schwer, sich den Lebensumständen in der DDR anzupassen. Dies zeigte sich nicht zuletzt in seiner wechselhaften Berufswahl: Er arbeitete als Heizer in einem Ferienheim, als Lagerist in einer Stahlgießerei und als Kistenbauer in einem Dampfsägewerk; er war Totengräber, Kantinenleiter und Finanzbuchhalter. Nur seinen Traum von einer Schauspielausbildung durfte er nicht verwirklichen – eine staatliche Restriktion als Reaktion auf seine Wehrdienstverweigerung.

1984 stellte Preuss einen Ausreiseantrag und durfte im folgenden Jahr die DDR verlassen. Er zog nach West-Berlin, wo er an der Hochschule der Künste ein Schauspielstudium begann, das er 1989 abschloss. 1992 erhielt er ein Engagement am Dresdner Staatsschauspiel; 1995 holte ihn Heiner Müller ans Berliner Ensemble, wo er unter anderem in "Der aufhaltsame Aufstieg des Arturo Ui", "Dantons Tod" und Elfriede Jelineks "Les Adieux" zu sehen war. Im Jahr 2003 verließ Preuss das Berliner Ensemble und begann als freischaffender Schauspieler zu arbeiten, zunächst vor allem an diversen Theatern, dann zunehmend auch für Fernsehen und Kino. 

Sein Fernsehdebüt hatte Preuss 2003, also mit Anfang 40, in einer Folge der Serie "Boomtown Berlin" gegeben. Doch erst ab dem Jahr 2006, nach einem Part als Rathausportier in Dominik Grafs "Eine Stadt wird erpresst", stand er regelmäßig vor der Kamera. Trotz dieses relativ späten Einstiegs in den Fernseh- und Filmbereich avancierte er sehr schnell zu einem gefragten Darsteller. Er übernahm kleinere Rollen in diversen "Tatort"-Folgen und spielte in der "Polizeiruf 110"-Folge "Die armen Kinder von Schwerin" (2009) eine Schlüsselrolle als Kneipenwirt, der für die Metallmafia arbeitet.

Eine wichtige Rolle hatte er auch als korrupter LKA-Beamter in Dominik Grafs hoch gelobter und mehrfach preisgekrönter Serie "Im Angesicht des Verbrechens" (2010). Im gleichen Jahr verkörperte er in dem Dokudrama "Flick" den Unternehmer Friedrich Flick. Einem breiteren Publikum wurde Preuss vor allem durch die Krimiserie "Polizeiruf 110" bekannt, in der er 2010 eine feste Rolle als Leiter der Mordkommission im Rostocker Team 'Bukow und König' (Charly Hübner und Anneke Kim Sarnau) übernahm. Daneben spielte Preuss zahlreiche Gastrollen in anderen Serien und wirkte in einer Vielzahl von Fernsehspielen mit. In dem brisanten Drama "Operation Zucker" (2012), zum Thema Missbrauch und Kinderhandel, spielte er einen leitenden Kriminalbeamten; in dem Historien-Zweiteiler "Die Pilgerin" (2014) hatte er eine entscheidende Rolle als todkranker Vater der Titelfigur. Edward Berger besetzte Preuss in der Serie "Deutschland 83" (2015) als DDR-Generaloberst, eine an Markus Wolf angelehnte Figur; diese Rolle übernahm er auch in der zweiten Staffel, "Deutschland 86" (2018). Die Siegfried-Lenz-Verfilmung "Schweigeminute" (2016) zeigte ihn als Vater der jungen Hauptfigur, in Lars Kraumes Kriminalkomödie "Der König von Berlin" (2017) war er ein gestresster Hauptstadt-Bürgermeister – um nur ein paar Beispiele für Preuss' umfangreiches Fernsehschaffen zu nennen.

Auf der Kinoleinwand machte er sich zwar rarer, trat aber meist in ambitionierten und viel gelobten Filmen auf. In "Patong Girl" (DE/TH 2014) war er der Vater eines Teenagers, der sich während eines Thailandurlaubs in eine Transfrau verliebt; auch in Sylke Enders' Coming-of-Age-Film "Schönefeld Boulevard" (2014) war er der Vater der jungen Hauptfigur, einer introvertierten Außenseiterin. Christian Petzold besetzte Preuss in "Phoenix" (2014) in einer kleineren Rolle als Besitzer des titelgebenden Nachtclubs, in dem Zweiter-Weltkriegs-Drama "Jeder stirbt für sich allein" (DE/GB/FR 2016) gab er einen linientreuen Nazi. Einen kurzen, aber bedeutsamen Auftritt hatte Preuss in Karoline Herfurths Erfolgskomödie "SMS für Dich" (2016), als trauernder Witwer, der die Hauptfigur auf die Idee bringt, Kurznachrichten an ihren verstorbenen Freund zu schicken. 

Weitere Kinorollen spielte Preuss in dem Sozialdrama "Atlas" (2018) als Spediteur und Boss von Rainer Bocks Hauptfigur, in Karoline Herfurths Actionkomödie "Sweethearts" als kleiner Gangsterboss und in dem Ost-West-Drama "Im Niemandsland" (2019) als neuer Bewohner eines enteigneten Hauses in der DDR.

Im Fernsehen übernahm Uwe Preuss 2018 in der neuen Krimiserie "Ein Fall für Dr. Abel" eine Hauptrolle als Leiter der Rechtsmedizin; die Comedyserie "Check. Check" (2019-2020, Regie: Lars Jessen) zeigte ihn als zunehmend dementen Vater der Hauptfigur (Klaas Heufer-Umlauf). Für "Deutschland 89" (2020) schlüpfte er erneut in die Rolle eines DDR-Generaloberst. Außerdem spielte (und spielt) Preuss weiterhin den Leiter der Mordkommission in den Rostocker "Polizeiruf 110"-Folgen. Im Frühjahr 2020 erschien zudem sein autobiografischer Roman "Katzensprung".

Fürs Kino spielte er in dem preisgekrönten Drama "Exil" (DE/BE/XK 2020) den Chef eines gemobbten Pharmaingenieurs. Danach gehörte er zum Ensemble der schrillen Gaunerkomödie "Toubab" (Start: Im 2021) und des Mutter-Tochter-Dramas "In deiner Hand" (Start: 2021).