Ülo Langel on sündinud 2. märtsil 1951. aastal Tartus. Juba enne keskkooli tekkis tal huvi keemia vastu ja nii astus ta 1969. aastal Tartu ülikooli keemiaosakonda, mille eksperimentaal-teoreetilise haru lõpetas 1974. aastal. Ülikoolis spetsialiseerus Ülo Langel orgaanilisele ja bioorgaanilisele keemiale. Tema 1980. aastal TA keemia instituudis kaitstud keemiakandidaadi väitekiri käsitles koliinesteraasi ja teisi närviimpulsi ülekandega seotud ensüüme, mis lõhustavad atsetüülkoliini. Hiljem töötas ta arstiteaduskonnas, olles nooremõppejõud ja dotsent ning õpetades mitmesugust keemiat arstiteaduskonna tudengitele. Jätkus ka mõningane teadustöö biokeemia kateedris.
1987. aastal õnnestus Ülo Langelil Eesti teaduste akadeemia toel asuda tööle Stockholmi Tamás Bártfai laborisse, kus ta hakkas tegelema neuropeptiidide ja -retseptoritega ning jätkates neurobiokeemia alaste uuringutega. Koos eesti soost teadlase Viktor Mutiga süvenes ta peptiid galaniini uurimisse. 1990ndate keskel sisenes Ülo Langel uude teadussuunda − Cell-Penetrating Peptides, CPP ehk otsetõlkes rakku tungivad peptiidid, aga ka kullerpeptiidid. Doktorikraadi galaniiniuuringute kohta kaitses ta 1993. aastal Stockholmis tehtud uuringute põhjal Tartu ülikoolis.
Olles Stockholmi ülikooli neurokeemia ja molekulaarse neurobioloogia professor ja neurokeemia instituudi juhataja, jätkas Ülo Langel koostööd ka Tartu ülikooliga. 2007. aastal sai temast Tartu ülikooli professor ja tehnoloogiainstituudi molekulaarse biotehnoloogia laboratooriumi juhataja. Ta on olnud paljude Tartu ülikoolis kaitstud doktoritööde juhendaja, mitme grandi ning tippkeskuse teema põhitäitja jpm.
Professor Ülo Langel on süstikpeptiidide üks esimesi uurijaid maailmas, kes pani aluse nende kasutamisele ravimitööstuses, mistõttu on ta laialdaselt tuntud ka kui süstikpeptiidide valdkonna teerajaja. Langel on muuhulgas olnud pika teadlaskarjääri ajal juhendaja üle viiekümnele edukalt kaitstud doktoritööle ja sama paljudele järeldoktorandile ning avaldanud koos kolleegidega üle 400 teadusliku töö, sh ülevaateartikleid ja mitmeid publikatsioone Nature-seeria ajakirjades. Ta on paljude patentide ja patenditaotluste omanik ning kuue raamatu autor/toimetaja. 2019. aastal ilmus Ülo Langeli monograafia „CPP, Cell-penetrating Peptides“ („Süstikpeptiidid“), mis koondab tema mitmekümne aasta teadustöö koos värskete avastuste ning saavutustega.
Eesti Vabariik on tunnustanud professor Ülo Langelit 2001. aastal Valgetähe IV klassi teenetemärgiga. 2009. aastal pälvis ta kollektiivi juhina Eesti Vabariigi teaduspreemia keemia ja molekulaarbioloogia valdkonnas. 2015. aastal sai ta USA riiklike terviseinstituutide (NIH, National Institutes of Health) teadusauhinna.