Ursula Meier étudie le cinéma à l’IAD en Belgique. Le succès de ses courts métrages et de ses documentaires lui vaut une reconnaissance élargie. Son court métrage Des heures sans sommeil a reçu le Prix Spécial du Jury au Festival de Clermont-Ferrand et le Grand Prix International au Festival de Toronto en 1998. Elle est choisie pour participer à la collection de téléfilms Arte «Masculin Féminin» et réalise, en 2002, Des épaules solides. En 2008, son film Home est sélectionné au Festival de Cannes et obtient de nombreuses distinctions et nominations à travers le monde (dont trois aux César). L’Enfant d’en haut reçoit en 2012 un Ours d’argent au Festival de Berlin, concourt pour les Independant Spirit Awards et l’acteur Kacey Mottet Klein est nommé au César du meilleur espoir masculin. Le film est récompensé, tout comme Home, de trois Quartz au Prix du cinéma suisse, dont celui du meilleur film de fiction, et représente à nouveau la Suisse aux Oscars.
En 2012 elle est membre du jury de la mostra de Venise et en 2013 du 35e Festival international du film de Moscou.
En 2017, elle co-produit le documentaire sur l’opéra de Paris L’opéra, de Jean-Stéphane Bron.
En 2018, elle retourne à Berlin présenter son téléfilm Journal de ma tête, faisant partie de la collection Ondes de choc. Elle partage le prix Suissimage 2018 avec la jeune réalisatrice Carmen Jaquier.
En 2018, elle est présidente du Jury de la Caméra d’or lors du 71e Festival de Cannes.
Ursula Meier est membre fondateur de la société de production Bande à part Films, aux côtés de Frédéric Mermoud, Lionel Baier et Jean-Stéphane Bron.