Окончил сельскую школу в Поздино и ремесленное училище им. цесаревича Николая в Петербурге, работал на железных дорогах. В октябре 1905 года — руководитель стачечного комитета железнодорожников, затем один из руководителей боевой дружины Казанской железной дороги. В ходе восстания в Москве во главе дружины полностью овладел линией Москва—Голутвин, разоружив на ней полицию, перерезав телеграф и разоружая возвращавшиеся из Маньчжурии воинские эшелоны. Отличился тем, что 14 декабря сумел вывести дружинников в Перово, несмотря на две устроенные ему засады и массированный пулеметный огонь. Вскоре, однако, был вместе с группой из 6 дружинников арестован карательной экспедицией Семеновского полка под руководством полковника Римана на станции Люберцы и расстрелян.
Ухтомский был, по всей видимости, единственным эсером, официально признававшимся в СССР героем революции 1905 года. Именем революционера названы:
Памятники Ухтомскому существуют в Люберцах, в Москве (в ЮВАО, около школы № 733) и Пензе (1979; на территории локомотивного депо Пенза-1; скульптор — В. Г. Курдов).