W sezonach 1979/1980, 1980/1981 i 1981/1982 trzy razy z rzędu zdobywał Puchar Świata. To osiągnięcie wyrównał dopiero Raphaël Poirée w sezonie 2001/2002. W tym czasie Ullrich 18 razy stawał na podium zawodów pucharowych, odnosząc przy tym 11 zwycięstw. Jest jednym z czterech biathlonistów, którzy zdobyli Puchar Świata co najmniej czterokrotnie, dokonali tego także Raphaël Poirée, Ole Einar Bjørndalen i Martin Fourcade. Na igrzyskach olimpijskich w Lake Placid w 1980 roku zdobył trzy medale. Najpierw zdobył srebrny medal w biegu indywidualnym, plasując się za Anatolijem Alabjewem z ZSRR, a przed Eberhardem Röschem. Trzy dni później zwyciężył w sprincie, wyprzedzając Władimira Alikina z ZSRR i Alabjewa. Został jednocześnie pierwszym w historii mistrzem olimpijskim w tej konkurencji. Ponadto wspólne z Mathiasem Jungiem, Siebertem i Röschem wywalczył srebrny medal w sztafecie. Na rozgrywanych w 1981 roku mistrzostwach świata w Lahti był najlepszy w sztafecie i sprincie, a w biegu indywidualnym był drugi, rozdzielając dwóch reprezentantów Finlandii: Heikkiego Ikolę i Erkkiego Antilę. Trzy medale wywalczył też podczas mistrzostw świata w Mińsku w 1982 roku.