Acteur connu pour ses rôles dans Hannibal Lecter: Les Origines du mal et Un long dimanche de fiançailles. Sa prestation dans le film Les Égarés de 2003 lui a valut une nomination pour le César du meilleur espoir masculin.
À six ans, une morsure par un doberman lui a laissé une cicatrice sur la joue. Plus tard, il a posé pour le magazine Vogue Paris. En 1997, il a fait ses début dans Mission protection rapprochée.
Il a interprété Loïc dans le film récompensé Embrassez qui vous voudrez de 2002.
Ses parents sont Serge et Christine Ulliel. Il sortait avec Gaelle Pietri et le couple avait un fils.
Avec Kate Moss, ils ont été les égéries de la marque Longchamp.
