Ulf Schirmer studierte am Bremer Konservatorium sowie an der Musikhochschule in Hamburg bei György Ligeti, Christoph von Dohnányi und Horst Stein. Ab 1982 war er Assistent des damaligen Wiener Staatsoperndirektors Lorin Maazel und Hausdirigent. Für die Wiener Staatsoper war in späteren Jahren als Konsulent beratend tätig war und ist dem Haus bis heute als Ganstdirigent verbunden. Von 1988 bis 1991 war er Generalmusikdirektor in Wiesbaden und von 1995 bis 1998 Chefdirigent des Dänischen Radio-Sinfonie-Orchester in Kopenhagen. 2000 wurde Ulf Schirmer zum Professor für musikalische Analyse und Musikdramaturgie an die Hochschule für Musik und Theater Hamburg berufen. Im Rahmen seiner Konzerttätigkeit arbeitete er mit den Wiener und den Berliner Philharmonikern, den Wiener und den Bamberger Symphonikern, der Staatskapelle Dresden, dem Orchestre de la Suisse Romande und dem Gewandhausorchester zusammen. Zahlreiche Engagements führten ihn außerdem zu den Bayreuther, Salzburger und Bregenzer Festspielen, an die Oper Graz, die Deutsche Oper Berlin, die Opéra Bastille Paris, die Mailänder Scala sowie an die Opernhäuser in Tokio, Genf und Israel.
Seit 2006 ist Ulf Schirmer künstlerischer Leiter des Münchner Rundfunkorchesters. Seit der Spielzeit 2009/10 ist er Generalmusikdirektor der Oper Leipzig. Unter seiner musikalischen Leitung rücken insbesondere die Werke Richard Wagners und Richard Strauss' in den Mittelpunkt des Repertoires. Mit der Spielzeit 2011/12 wurde Ulf Schirmer zum Intendanten der Oper Leipzig ernannt.