Er gilt als einer der vielversprechensten Nachwuchsdarsteller Deutschlands und hat seine schauspielerische Bandbreite bereits in zahlreichen TV- und Kinofilmen unter Beweis gestellt: der Hamburger Kostja Ullmann. Im zarten Alter von 11 Jahren stand Kostja im Ernst-Deutsch-Theater in der Komödie "Winterhuder Fährhaus" auf der Bühne. Danach folgte eine Rolle in "Alphateam" sowie der Kurzfilm "Das Rennen" von Oleg Skworzow. Nach diversen Auftritten in Serien-Episoden folgte 1999 bis 2000 eine Dauer-Rolle in "Zwei Männer am Herd", der Kurzfilm "Strandnähe" (1999) von Till Endemann sowie Johannes Fabricks Familiendrama "Albtraum einer Ehe" (2000) mit August Zirner.
2001 sah man Kostja Ullmann in dem TV-Krimi "Stahlnetz Das gläserne Paradies", einer Folge vom "Großstadtrevier" und in "Das Duo Tod am Strand". 2002 folgten an der Seite von Wolfgang Stumph eine Episoderolle in der "Stubbe - Von Fall zu Fall"-Folge "Das vierte Gebot", während "Familie XXL" eine Familienkomödie von Peter Timm war. Wieder einen Krimi drehte Ullmann mit der "SOKO Leipzig"-Folge "Die Aufsteiger". Nach einer Rolle neben Sylvester Groth in der Kirmiserie "Der Elefant Mord verjährt nie" folgten Peter F. Bringmanns "[mo.2004_tatort_verraten_und_verkauft:Tatort - Verraten und verkauft]" und Thomas Bergers Melodram "Mein Weg zu dir heißt Liebe" mit Lisa Martinek. Ebenfalls 2004 standen der Kurzfilm "Schwarze Erdbeeren" und die Teenagerkomödie "Klassenfahrt - geknutscht wird immer" auf dem Drehplan, bevor er in Marco Kreuzpaintners Drama "Sommersturm" schließlich sein Kinodebüt gab. Für viel Aufsehen sorgte er danach mit seiner Hauptrolle in dem Liebesdrama "Alphabet der Liebe", in dem er sich als Schüler in eine Postbotin (Marie Bäumer) verliebt. Für seine besondere schauspielerische Leistung wurde Kostja Ullmann mit dem Günther-Strack-Fernsehpreis 2006 geehrt.
2005 drehte er in Japan unter der Regie von Masanobu Deme den Kinofilm "Ode an die Freude", in dem er einen jungen deutschen Soldaten spielt, der im Ersten Weltkrieg in japanische Gefangenschaft gerät. Im Sommer folgte unter der Regie von Dror Zahavi der aufwändig inszenierte TV-Historienfilm "Der geheimnisvolle Schatz von Troja" um den berühmten Archäologen Heinrich Schliemann mit Heino Ferch und Justus Von Dohnányi. Anschließend sah man den Darsteller als vom Leben enttäuschtes junges Musiktalent zusammen mit Hinnerk Schönemann in dem TV-Drama "Die Zeit, die man Leben nennt". Der Kinofilm "Verfolgt" von Angelina Maccarone über die sado-masochistische Beziehung zwischen einem Haft entlassenen Jugendlichen (Ullmann) und seiner über 30 Jahre älteren Bewährungshelferin erhielt den Goldenen Leoparden des Locarno Filmfestivals 2006. Eine überzeugende darstellerische Leistung lieferte Ullmann an der Seite von Florian Lukas auch in Maggie Perens Kinokomödie "Stellungswechsel" (2007) ab. 2008 folgte das Drama "Das Wunder von Berlin", in dem Ullmann einen DDR-Rebellen gab, der sich durch seinen NVA-Einsatz zum Mitläufer des Systems wandelt. Ebenfalls 2008 entstand das Gesellschaftsdrama "Der verlorene Sohn", in dem Ullmann einen des Terrorismus verdächtigen Islamkonvertiten verkörperte. Überzeugend ist auch seine Vorstellung als Junkie in "Mein eigen Fleisch und Blut" (2011).
Weitere Filme mit Kostja Ullmann: "Einsatz in Hamburg - Tödliches Spiel", "Das tapfere Schneiderlein", "Warten auf Angelina", "Die wilden Hühner und das Leben" (alle 2008), "Tatort - Familienaufstellung" (2009), "Rosa Roth - Das Angebot des Tages", "Groupies bleiben nicht zum Frühstück", "Amigo - Bei Ankunft Tod" (alle 2010), "Donna Leon - Das Mädchen seiner Träume" (2011), "Schutzengel" (2012), "Die Tore der Welt", "Quellen des Lebens" (beide 2012), "Rubinrot", "Grossstadtklein" (beide 2013)