Die noch junge Filmkarriere seit Anfang der Neunzigerjahre steht demgegenüber noch zurück. Obwohl er auch vor der Kamera bereits einen großen Erfolg feiern konnte. 1999 wurde Ulrich Matthes mit dem Bayerischen Filmpreis als bester Schauspieler in Nina Grosses "Feuerreiter" ausgezeichnet. Matthes spielt den gekränkten Gönner und heimlichen Verehrer des jungen Dichters Hölderlin, der seine Liebe aber nicht erwidern kann.
Schon drei Jahre zuvor überzeugt Mattes neben Barbara Auer als Stasi-Hauptmann in dem Historien-Zweiteiler "Nikolaikirche" (1995, Regie Frank Beyer). Die DDR hat abgewirtschaftet, aber Hauptmann Alexander Bacher will die Zeichen der Zeit nicht erkennen. Wichtige Fernsehspiele sind ferner Hermine Huntgeburths Ehekomödie "Ein falscher Schritt" (1994, ebenfalls an der Seite von Barbara Auer), Matti Geschonnecks Psychothriller "Der Mörder und sein Kind" (1995), das TV-Spiel zur DDR-Vergangenheitsbewältigung "Abgehauen" (1998), sowie der Heinrich-Breloer-Zweiteiler "Todesspiel" (1997) über das Polit-Attentat auf Arbeitgeberpräsident Hanns-Martin Schleyer.
Im Kino war der Berliner in Tom Tykwers erstem großen Erfolg "Winterschläfer" (1997) zu sehen. Matthes spielt in dem Krimidrama die Hauptrolle eines jungen Manns, der sein Kurzzeitgedächtnis verloren hat und sich deshalb an einen folgenschweren Unfall nicht erinnern kann. In Max Färberböcks Lesben-Melodram "Aimée & Jaguar" spielt Matthes nur eine kleine Nebenrolle. 2004 schließlich brilliert er als dämonischer Reichspropagandaminister Jospeh Goebbels in Oliver Hirschbiegels ambitionierten Drama "Der Untergang". Neben Bühne und Film tritt Matthes dann und wann mit Buchlesungen auf. Außerdem hat er Hörbücher aufgenommen (z.B. "Der englische Patient", "Lolita") und in Hörspielen mitgewirkt.
2005 wurde Ulrich Matthes von der Deutschen Akademie der Darstellenden Künste der Gertrud-Eysoldt-Ring als bester Schauspieler für den George in "Wer hat Angst vor Virginia Woolf?" am Deutschen Theater Berlin verliehen. Im gleichen Jahr wählte ihn die Zeitschreift "Theater heute" für eben diese Rolle zum besten Schauspieler des Jahres.
Weitere Filme: "Herr Ober!" (1992), "Der Alte - Tod der Eltern" (1997), "Polizeiruf 110 - Der Sohn der Kommissarin" (1997), "Framed" (1999), "Polizeiruf 110 - Mörderkind" (1999, von Matti Geschonneck), "Der Hahn ist tot" (1999) von Hermine Huntgeburth, "Abschied - Brechts letzter Sommer" (2000), "Ein Fall für zwei - Blutiges Pfand" (2000), Christian Görlitz' "Mörderherz" (2002), "Mitfahrer" (2003), "Der neunte Tag" (2004, Nominierung für den Europäischen Filmpreis als bester Schauspieler), "Vineta" (2006), "Novemberkind" (2008), "Tatort - Stille Wasser", "Die Unsichtbare", "Das Meer am Morgen" (alle 2011), "Das große Heft" (2013).