В молодости работал в Якутии шаманом, служил десантником в Советской армии в Германии и Афганистане.
В 1997 году за роман «Сталинка» получил малую Шевченковскую премию. Лауреат премий журналов «Сучаснисть» и «Благовест».
Олесь Ульяненко заявлял, что у него украли идею сценария фильма «Жмурки» .
О творчестве Олеся Ульяненко писательница Яна Дубинянская сказала так: «Читать прозу Олеся Ульяненко способен не каждый. По крайней мере, людям с уязвимой психикой, несовершеннолетним и беременным женщинам я бы категорически не советовала».
По утверждению Олеся Ульяненко, за книгу «Знак Саваофа» его предала анафеме Русская православная церковь.
В 2009 году Национальная экспертная комиссия по вопросам защиты общественной морали признала книгу Олеся Ульяненко «Жінка його мрії» («Женщина его мечты») порнографической. Книга была изъята из продажи. Ульяненко подал в суд на Национальную экспертную комиссию по морали. Благодаря усилиям Хельсинкского союза по правам человека и русского пен-центра (ибо украинский пен-центр не проявил к ситуации никакого интереса) негативный экспертный вывод был отозван, и в 2010-м году роман вышел в новой авторской редакции в харьковском издательстве «Треант».
По мнению критика Константина Родика, «сквозной темой всего творчества А. Ульяненко является изучение человеческих иллюзий: зарождение, способы реализации и последствия осуществления желаний; роль подсознания в этом и конфликтология иллюзий-желаний… Несмотря на мрачность своего письма, А. Ульяненко — писатель-моралист, в чьих произведениях зло всегда самоуничтожается».
Жил в Киеве.
Олесь Ульяненко умер 17 августа 2010 на 49-м году жизни. Похоронен на Байковом кладбище, участок №33.
Примером литературоведческого исследования творчества Олеся Ульяненко служит диссертация Надежды Тендитной «Эстетика смерти в прозе Е. Пашковского и О. Ульяненко».