Михаил Ульянов снялся в следующих фильмах:
1956 «Они были первыми» (Колыванов)
1957 «Екатерина Воронина» (Сутырин)
1957 «Дом, в котором я живу» (Каширин)
1958 «Добровольцы» (Кайтанов)
1958 «Шли солдаты»
1958 «Стучись в любую дверь» (Прохоров)
1960 «Простая история» (Данилов)
1960 «Балтийское небо» (Рассохин)
1961 «Битва в пути» (Бахирев)
1962 «Молодо-зелено»
1963 «Это случилось в милиции»
1963 «Живые и мертвые» (член военного совета)
1963 «Тишина» (Быков)
1964 «Председатель» (Трубников)
1966 «Застывшие молнии» (Горбатов), [ДЕФА, ГДР]
1967 «Пока я жив» (Фролов), [ДЕФА, ГДР]
1967 «Возмездие»
1968 «Братья Карамазовы» (Дмитрий)
1968 «Освобождение. Фильм первый. Огненная Дуга» (Жуков)
1968 «Освобождение. Фильм второй. Прорыв» (Жуков)
1970 «Бег» (генерал Чарнота)
1970 «На пути к Ленину»
1970 «Освобождение. Фильм третий. Направление главного удара» (Жуков)
1971 «Освобождение. Фильм четвертый. Битва за Берлин» (Жуков)
1971 «Освобождение. Фильм пятый. Последний штурм» (Жуков)
1971 «Море в огне»
1971 «Егор Булычев и другие» (Егор Булычев)
1971 «Слушайте, на той стороне»
1972 «Самый последний день» (Ковалев)
1975 «Выбор цели»
1976 «Легенда о Тиле» (Клаас)
1976 «Позови меня в даль светлую» (Николай)
1977 «Личное счастье»
1977 «Обратная связь»
1977 «Солдаты свободы» (Жуков)
1978 «Блокада» (Жуков)
1979 «Тема» (Ким Есенин)
1980 «Последний побег» (Кустов)
1981 «Факты минувшего дня» (Михеев)
1982 «Февральский ветер» (Филимонов)
1982 «Если враг не сдается…» (маршал Жуков)
1982 «Частная жизнь» (Абрикосов)
1983 «Без свидетелей» (Он)
1983 «День командира дивизии» (маршал Жуков)
1984 «Победа»
1985 «Битва за Москву» (маршал Жуков)
1985 «Контрудар» (маршал Жуков)
1987 «Выбор» (Васильев)
1988 «Наш бронепоезд» (Иван Саввич)
1989 «Сталинград» (маршал Жуков)
1989 «В поисках правды» (док., участие в фильме)
1990 «Закон»
1991 «Дом под звездным небом» (Башкирцев)
1991 «Дело»
1992 «Кооператив «Политбюро» или будет долгим прощанье»
1992 «Сам я — вятский уроженец»
1993 «Трагедия века»
1994 «Мастер и Маргарита» (Понтий Пилат)
1995 «Великий полководец Георгий Жуков»
1995 «Все будет хорошо» (дедушка)
1998 «Сочинение ко Дню Победы» (Дьяков)
1999 «Ворошиловский стрелок» (Иван Федорович)
2001 «Северное сияние»
2001 «Часы без стрелок (Тайна Марчелло)»
2002 «Антикиллер» (авторитет)
2002 «А розы цветут при всех режимах» (фильм не закончен)
2004 «Год лошади — созвездие скорпиона»

Режиссер:
1968 «Братья Карамазовы»
1972 «Самый последний день»

Сценарист:
1972 «Самый последний день»