Оле Эйнар Бьёрндален родился в норвежском городке Драммен, рос в городе Симостранда муниципалитета Модум фюльке Бускеруд в семье фермеров. Учёбой интересовался мало, довольно много времени проводил в спортивных секциях. Играл в футбол, ходил на тренировки по гандболу, метал копьё, участвовал в соревнованиях по велоспорту и даже выиграл бронзовую медаль чемпионата Норвегии по лёгкой атлетике в беге на 3000 метров. Отец Уле Эйнара тоже занимался лёгкой атлетикой, но вынужден был бросить занятия спортом, чтобы зарабатывать на жизнь. У него есть два брата и две сестры. Старший брат — Даг — самым первым в семье начал заниматься биатлоном. По его стопам пошёл и Уле Эйнар. Младший брат — Ханс Антон.
Сейчас биатлонист проживает в австрийском Обертиллиахе в федеральной земле Тироль. 27 мая 2006 года Уле Эйнар женился на бельгийской биатлонистке итальянского происхождения Натали Сантер. Детей нет.
Интересный факт о Бьёрндалене - он настолько заботится о чистоте и своем здоровье, что возит с собой пылесос и редко здоровается за руку! «Особое место в моей жизни занимают и пылесосы, — отметил спортсмен. — Я всюду беру с собой эту вещь». Также Бьёрндален сказал, что это не его идея возить с собой пылесос, он перенял ее у старших друзей по команде.
Уле Эйнар с детства увлекался различными видами спорта. Последовав примеру старшего брата Дага, он начал заниматься и биатлоном. Отличавшийся хорошим лыжным ходом, Уле Эйнар был замечен тренерами, и уже в сезоне 1992/1993 начал выступать на этапах Кубка мира, а в 1994 году принял участие в зимних Олимпийских играх в норвежском Лиллехаммере. Но недостаток опыта не позволил молодому биатлонисту показать высокие результаты. На своей первой олимпиаде он не завоевал ни одной медали. В индивидуальной гонке он финишировал тридцать шестым, в спринте — двадцать восьмым, в эстафете — седьмым.
Первый значительный успех пришёл в сезоне 1994/1995, по итогам которого Бьёрндален занял четвёртое место в общем зачёте Кубка мира. В 1998 году Бьёрндален выиграл свою первую олимпийскую медаль и взял Кубок мира.
С начала сезона 2001/2002 Бьёрндален планомерно готовился к предстоящим зимним Олимпийским играм в Солт-Лейк-Сити, где он завоевал четыре золотые медали. Сезон 2002/2003 принёс именитому биатлонисту второй в карьере Кубок мира.
Четвёртые в его карьере зимние Олимпийские игры 2006 года в Турине оказались менее удачными для норвежского биатлониста: он завоевал 3 медали, среди которых нет ни одной золотой. В последующие годы Бьёрндален установил абсолютный рекорд по количеству завоёванных Хрустальных глобусов, выиграв ещё четыре Кубка мира в сезонах 2004/2005, 2005/2006, 2007/2008 и 2008/2009.
В 2010 году на Олимпийских играх в канадском Ванкувере Бьёрндален завоевал серебро в индивидуальной гонке на 20км (показав абсолютно одинаковое время с белорусским биатлонистом Сергеем Новиковым), уступив в упорной борьбе своему соотечественнику Эмилю Хейле Свеннсену,а в эстафете в блестящем стиле, выступая на последнем этапе, привел свою команду к победе.
В 2008 году Уле Эйнар принял участие в чемпионате России по биатлону в Увате.
Уле Эйнар отличается отличной лыжной подготовкой, что позволило ему принимать участие и в лыжных гонках и даже добиваться успеха. На зимних Олимпийских играх 2002 года в Солт-Лейк-Сити, помимо соревнований по биатлону, он принял участие в лыжных гонках на дистанции 30 километров с массового старта свободным стилем и занял шестое место (после дисквалификации немецкого лыжника Йохана Мюлегга, выступавшего за Испанию, — пятое), уступив победителю из Австрии Кристиану Хоффману 13,5 секунд.
Уле Эйнар - участник двух чемпионатов мира по лыжным гонкам. В 2005 году он принял участие в Чемпионате мира в немецком Оберхофе, и в гонке на 15 км свободным стилем занял 11 место. Плохие погодные условия на Чемпионате мира 2007 года в японском Саппоро также не позволили Бьёрндалену показать хороший результат в аналогичной гонке, где он занял лишь 13 место.
Уле Эйнар принимал участие в пятнадцати гонках на этапах Кубка мира по лыжным гонкам, где трижды поднимался на пьедестал почета в личных гонках:
Кроме того, он дважды занимал призовые места в составе норвежской эстафетной сборной:
В десяти гонках Уле Эйнару не удалось занять призовые места:
В таблице отражены места, занятые спортсменом на гонках биатлонного сезона.
Инд — индивидуальная гонка
Пр — гонка преследования
Спр — спринт
МС — масс-старт
Эст — эстафета
См — смешанная эстафета
Ком — командная гонка
н/с — спортсмен был заявлен, но не стартовал
н/ф — спортсмен стартовал, но не финишировал
круг — спортсмен по ходу гонки (для гонок преследования и масс-стартов) отстал от лидера более чем на круг и был снят с трассы
— ? спортсмен не участвовал в этой гонке