Улие доби популярност с ролите си на младия Ханибал Лектър и модния магнат Ив Сен Лоран в биографичния филм „Сен Лоран“.
Той е и лицето на мъжкия аромат на Chanel, „Bleu de Chanel“. Дебютира в киното през 1997 г. в „Мисия: Бодигард“, след това затвърждава известността си с филмите „Псевдоним“ (1999), „Братството на вълците“ (2001), „Целувай когото искаш“ (2002). На Улие беше отредена главна роля в предстоящия телевизионен сериал на Марвел „Moon Knight“.
Улие спечели „Сезар“ – френския еквивалент на „Оскар“ – за най-добър актьор през 2017 г. за „Това е само краят на света“, в който участва заедно с Марион Котияр и Леа Сейду. Първият му спечелен „Сезар“ е през 2004 г. за най-обещаващ актьор след участието си в драмата за Първата световна война „Безкрайният годеж“ заедно с Одри Тоту.