Marino y hombre de ciencia español. Nació en Sevilla en 1716, murió en 1795. Estudió en la Academia de Guardias Marinas de Cádiz. Tenía poco más de diecinueve años cuando Felipe IV, en 1735, le designó, en unión de su hermano Jorge Juan, para formar parte de la comisión nombrada por la Academia Francesa y presidida por La Condamine, encargada de medir el arco de un grado de meridiano en el Ecuador. Las operaciones geodésicas empezaron cerca de Quito, en 1736. Terminados sus trabajos, embarcó en el Callao en la fragata francesa «Délivrance», que fue apresada por los ingleses; Ulloa fue llevado a Inglaterra como prisionero de guerra y allí fue recibido con el mayor respeto por el Almirantazgo; presentado a los miembros de la Royal Society, le nombraron miembro de esta institución. Fue libertado y regresó a Madrid en 1747.
El gobierno le encomendó la creación de la Real Fábrica de Paños, la reorganización de los colegios de Medicina y Cirugía, la terminación de los arsenales del Ferrol y Cartagena, la ordenación de las minas de Almadén, etc. Fue enviado al Perú como superintendente de Huanca- velica para organizar la explotación del mercurio. Más tarde se le encargó el gobierno de Luisiana y Florida y la dirección general de la Armada. Se le debe la fundación del observatorio astronómico de Cádiz. En colaboración con su hermano Jorge Juan publicó Observaciones astronómicas y físicas hechas en los reinos del Perú, Relación histórica del viaje de la América Meridional y Noticias secretas/ de América. También es autor de diversas memorias y relaciones de carácter geográfico, histórico y estadístico sobre el Perú.