После окончания училища Валерий Вячеславович Ульянов начал службу в качестве старшего техника по радиоэлектронной борьбе, затем, после избрания секретарем комитета комсомола авиационного полка, проходил службу на партийно-политической работе и командных должностях в ряде военных округов (Забайкальский, Дальневосточный, Закавказский, Киевский, Московский, Северная группа войск).

Назначению В. В. Ульянова в 2004 г. на должность заместителя начальника отдела воспитательной работы ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского способствовал его большой опыт работы с личным составом различных категорий. Длительное время исполняет обязанности заместителя начальника академии по воспитательной работе.

Под руководством и при личном участии В. В. Ульянова в академии разрабатываются и проводятся мероприятия по созданию в курсантских и солдатских подразделениях здоровой морально-психологической атмосферы, по совершенствованию воинского порядка и условий жизни переменного состава.

Регулярно организует и проводит занятия с подчиненным руководящим составом подразделений академии по повышению их методической подготовки. Анализирует отзывы из войск о службе выпускников академии и результаты анализа использует для корректировки процесса воспитания обучаемых.

По инициативе Валерия Вячеславовича Ульянова кафедрой гуманитарных и социально-экономических дисциплин в 2007—2008 гг. выполнена научно- исследовательская работа, по итогам которой издано учебно-методическое пособие «Организация и проведение воспитательной работы с подчиненными».

Награжден орденом «За службу Родине в Вооруженных Силах СССР» 3 степени, а также рядом медалей.