Но всесоюзную славу Ульянову принесла роль Егора Трубникова в фильме «Председатель» 1963 года.

Также звездными ролями Ульянова стали: роль Дмитрия в «Братьях Карамазовых»,

Понтий Пилат в «Мастере и Маргарите»,

Иван Федорович Афонин в «Ворошиловском стрелке»

Отец в «Антикиллере».

Ульянов получил предложение от режиссёра Юрия Озерова сыграть маршала Георгия Жукова в его масштабной военной киноэпопее «Освобождение». Поначалу Михаил Александрович наотрез отказался от этой роли, понимая, что «Жуков слишком любим, слишком знаем народом», но после того, как Озеров рассказал, что маршал лично одобрил Ульянова на эту роль, поменял своё решение.

В 1968 и 1969 годах были отсняты первые два фильма так называемой пенталогии «Освобождения» — «Фильм первый. Огненная дуга» и «Фильм второй. Прорыв». На самом закате десятилетия Ульянову было присвоено звание Народного артиста СССР.

Одной из самых известных ролей Ульянова в кино является «роскошнейшая фантасмагорическая» роль генерала Григория Лукьяновича Чарноты в картине Александра Алова и Владимира Наумова «Бег» (1970), снятой по пьесе Михаила Булгакова. По мнению Михаила Александровича, «колоритнейшая фигура белого генерала, который бродит по Парижу в одних кальсонах, а потом выигрывает целое состояние, требовала совсем нового подхода и новых актёрских приспособлений». Актёр считал, что ему не удалась бы эта роль без столь «талантливых, тонких» режиссёров и таких партнёров, как Евгений Евстигнеев и Алексей Баталов.

В середине 90-х у Михаила Александровича была диагностирована слабая форма болезни Паркинсона, которая с годами усиливалась. Родные всеми средствами пытались вылечить Ульянова, возили его в Китай к народным целителям, «хватались за любую ниточку».

26 марта 2007 года, накануне Всемирного дня театра, около 19 часов вечера, Михаил Александрович Ульянов скончался в Центральной клинической больнице столицы и был похоронен с воинскими почестями на Новодевичьем кладбище.

Признание и награды
Источник — книга Сергея Маркова «Михаил Ульянов» в составе серии «Жизнь замечательных людей»
Заслуженный артист РСФСР (21 января 1961)
Народный артист РСФСР (26 ноября 1965)
Ленинская премия (1966) — за исполнение роли Егора Ивановича Трубникова в художественном фильме «Председатель»
Народный артист СССР (1969)
Заслуженный деятель культуры Польской Народной республики (1974).
Государственная премия РСФСР имени К. С. Станиславского (1975) — за исполнение роли Друянова в спектакле «День-деньской» А. Л. Вейцлера и А. Н. Мишарина
Орден Октябрьской Революции (1977)
Венецианский кинофестиваль (Специальный приз жюри за исполнение главной роли в фильме Юлия Райзмана «Частная жизнь» (1982)
Государственная премия СССР (1983) — за исполнение роли Сергея Никитича Абрикосова в фильме «Частная жизнь» (1982)
Два ордена Ленина (1986, ?)
Герой Социалистического Труда (1986)
КФ «Созвездие» (Приз «За выдающийся вклад в профессию», 1996)
Орден «За заслуги перед Отечеством» III степени (17 октября 1996) — За заслуги перед государством и выдающийся вклад в развитие театрального искусства
ОРК «Кинотавр» в Сочи (Премия в номинации «Премии за творческую карьеру», 1997)
Премия «Хрустальная Турандот» (За долголетнее и доблестное служение театру, 1997)
Театральная премия «Золотая маска» (Премия «За Честь и Достоинство», 1998)
Премия Президента Российской Федерации в области литературы и искусства (1998)
ОРК «Кинотавр» в Сочи (Приз за лучшую мужскую роль, фильм «Ворошиловский стрелок», 1999)
МКФ «Восток—Запад» в Баку (Приз «Самый мужественный образ», фильм «Ворошиловский стрелок», 1999)
Премия «Золотой овен» в номинации «Лучшая мужская роль» (фильм «Ворошиловский стрелок»; 1999)
Премия деловых кругов «Кумир» («За высокое служение искусству», 1999)
Премия «Ника» (За лучшую мужскую роль, фильм «Ворошиловский стрелок», 2000)
Премия имени К. С. Станиславского (2003)
Орден «За честь и доблесть» — за служение российскому народу и нагрудный знак «Золотой Олимп» (2005)
Единоличный почётный титул «Суперзвезда» (2005)
Орден «За вклад в Победу» (2005)
Почётный гражданин Омской области (2005).
Почётный гражданин города Тары.