Noch zu Studienzeiten ermöglichte ihm Michael Verhoeven, erstmals in einem Film mitzuwirken: In Die weiße Rose spielte er 1982 den Studenten und Angehörigen des Widerstandskreises gegen die NS-Diktatur Willi Graf. Bei einem späteren Engagement in München in Ferdinand Bruckners Krankheit der Jugend wurde Peter Zadek auf ihn aufmerksam, woraus sich eine fruchtbare künstlerische Zusammenarbeit ergab.
Er spielte unter Zadek zunächst an der Freien Volksbühne Berlin als SS-Offizier Kittel in Joshua Sobols Stück Ghetto. Später wurde für beide das Deutsche Schauspielhaus in Hamburg zu ihrer künstlerischen Heimat – für Zadek als Intendanten und für ihn von 1985 bis 1995 als Ensemblemitglied in zahlreichen Haupt- und Nebenrollen. Insbesondere konnte er unter Zadek in Shakespeares Wie es euch gefällt, als Marc Anton in Shakespeares Julius Cäsar, in Zadeks Inszenierung der Lulu von Frank Wedekind als Alwa Schön sowie als Hamlet in der Inszenierung von Michael Bogdanov überzeugen. 1986 wurde er von den deutschen Theaterkritikern zum Schauspieler des Jahres gekürt. Von 1995 bis 2003 leitete er zusammen mit Ulrich Waller als Intendant die Hamburger Kammerspiele, die er mit der Rolle des Beckmann in Wolfgang Borcherts Draußen vor der Tür eröffnete. Von 1999 bis 2001 agierte er bei den Salzburger Festspielen in der Titelrolle des Jedermann von Hugo von Hofmannsthal.
Er ist Mitglied der Freien Akademie der Künste Hamburg. Im März 2015 wurde er als Mitglied in die Deutsche Akademie der Darstellenden Künste aufgenommen.
Wir freuen uns, Ulrich Tukur mit dem Askania Award 2024 zu ehren
Er verkörperte 2006 in dem Oscar-preisgekrönten Film Das Leben der Anderen die Rolle des Oberstleutnants der DDR-Staatssicherheit Anton Grubitz. Im August 2009 wurde bekannt, dass er eine Rolle als Tatort-Ermittler Felix Murot für den Hessischen Rundfunk übernimmt. Am 28. November 2010, zum 40-jährigen Jubiläum des Tatort, wurde die erste Folge ausgestrahlt.
2014 übernahm er die Schirmherrschaft für den Deutschen Fernsehkrimi-Preis und im Oktober 2019 veröffentlichte er seinen ersten Roman Der Ursprung der Welt. Herzlichen Glückwunsch, Ulrich Tukur!