В 1979 году окончил актерское отделение театрального училища имени Б.В. Щукина (мастерская Е. Симонова).
В 1979—1991 — актер театра «Сатирикон» (роль Чацкого в пьесе «Горе от ума»).
В 1993 году окончил Высшие режиссерские курсы сценаристов и режиссеров (мастерская В.Я.Мотыля).
Режиссер телепрограммы Дог-шоу «Я и моя собака» (1995—1996),
документального цикла «Новейшая история» (НТВ, с Е. Киселевым, 1999—2000).
Жена – актриса Театра «Сатирикон» Лика Нифонтова, которую он довольно часто снимает в своих фильмах.
Дочь Сергея Урсуляка от первого брака с актрисой театра и кино Надирли Галиной Кизеевной - Александра Урсуляк (1983 г.р.) - стала актрисой, работает в театре им. Пушкина, снимается в кино, а дочь Сергея и Лики - Дарья (1988 г.р.), сейчас (2010 год) учится на 5-м курсе филфака и работает редактором в журнале. Родители не отговаривали ее от актерства, просто Даша видела, что в этой профессии многое зависит от удачи.
После блистательного погружения в атмосферу послевоенной Одессы в телефильме "Ликвидация" режиссер Сергей Урсуляк опять отправился на поиски утраченного времени. На сей раз в 1920-е годы. Главный герой его новой 16-серийной ленты — молодой разведчик Максим Исаев. Тот, кому волей Юлиана Семенова суждено было стать Штирлицем. Впрочем, сценарной основой для "Исаева" служат романы "Пароль не нужен" и "Бриллианты для диктатуры пролетариата", а также рассказ "Нежность", где легендарная фигура только начинает свой путь.