Биография Уланова родилась в семье артистов балета Мариинского театра. Отец, Сергей Уланов, впоследствии стал балетным режиссёром; мать, Мария Романова, была педагогом хореографического училища. В 9 лет была принята в Петроградское хореографическое училище, где основными её педагогами стали её мать Мария Романова, а затем Агриппина Вага нова.

Среди других её лучших ролей Жизель («Жизель» Адана, 1932), Маша («Щелкунчик» Чайковского, 1934), Мария («Бахчисарайский фонтан» Б. В. Асафьева, 1934). Но самым большим успехом Улановой стало создание неповторимого образа Джульетты в балете Прокофьева «Ромео и Джульетта» (1940, балетмейстер Лавровский В 1928 году Уланова окончила Ленинградское хореографическое училище. После Уланова была принята в труппу ленинградского Театра оперы и балета. Первые выступления Галины Улановой на сцене театра сразу же привлекли к ней внимание критиков. Здесь же в 1929 году в возрасте 19 лет Уланова станцевала свою первую ведущую партию Одетту- Одиллию в «Лебедином озере».

В 1942 году прибыла в Алма- Ату, работала в труппе Казахского государственного академического театра оперы и балета в Алма-Ате, где исполнила партии Марии в «Бахчисарайском фонтане» Б. В. Асафьева, Жизель в одноимённом балете А. Ш. Адана, а также выступала на концертах. В 1943 году ей было присвоено почётное звание «Народный артист Казахской ССР». В годах Уланова была ведущей балериной Большого театра. Впервые Галина Уланова выступала в Вене в июле 1945 года. Исполняла седьмой вальс из «Шопенианы» и «Лебедя», «Вальс» Рубинштейна с партнёром В. Преображенским.

В 1960 году, в последний раз станцевав «Шопениану», она закончила карьеру балерины. Свою сценическую деятельность балерина официально прекратила в 1962 году. С 1960 года и до конца своей жизни Уланова работала в Большом театре балетмейстером- репетитором. Среди её учеников целая плеяда звезд: Екатерина Максимова, Владимир Васильев, Светлана Адырхаева, Нина Тимофеева, Людмила Семеняка, Нина Семизорова, Алла Михальченко, Надежда Грачёва.

В 1964 году была председателем жюри I Международного конкурса артистов балета в городе Варна ( Болгария ), а в 1969 году I Международного конкурса артистов балета в Москве. Умерла 21 марта 1998 года в Москве и похоронена на Новодевичьем кладбище.