Ulf von Euler sinh tại Stockholm, là con trai của 2 nhà khoa học nổi tiếng - Dr. Hans von Euler-Chelpin, giáo sư hóa học, và Dr. Astrid Cleve, giáo sư thực vật học và địa chất học.

Cha ông là người gốc Đức, người đã đoạt giải Nobel Hóa học năm 1929, còn ông ngoại là Per Teodor Cleve, giáo sư hóa học tại trường Đại học Uppsala và là người đã phát hiện các nguyên tố hóa học thulium và holmi.

Sinh trong môi trường một gia đình khoa học, nên ông cũng có khiếu về khoa học và nghiên cứu. Năm 1922 ông học y học ở Học viện Karolinska[2]. Tại đây, ông làm việc dưới sự hướng dẫn của Robin Fåhraeus về tốc độ huyết trầm cùng Lưu biến học và nghiên cứu về sinh lý bệnh học của sự hẹp mạch. Ông trình luận án tiến sĩ năm 1930, và được bổ nhiệm làm phụ tá giáo sư khoa dược lý học trong cùng năm, với sự hỗ trợ của Göran Liljestrand.

Từ năm 1930 tới năm 1931 von Ulf được học bổng Rochester để làm các nghiên cứu hậu tiến sĩ ở nước ngoài. Ông sang Anh nghiên cứu với Sir Henry Dale ở London và với I. de Burgh Daly ở Birmingham, sau đó ông trở về lục địa nghiên cứu với Corneille Heymans ở Ghent, Bỉ và với Gustav Embden ở Frankfurt, Đức.

Von Euler thích du hành, nên ông cũng học và nghiên cứu khoa Lý sinh với Archibald Vivian Hill, cũng lại ở London năm 1934, và nghiên cứu bản vận động (neuromuscular junction)[3] với G. L. Brown năm 1938. Từ năm 1946-1947, ông làm việc với Eduardo Braun-Menéndez ở Instituto de Biología y Medicina Experimental (Viện sinh lý Y học thực nghiệm) ở Buenos Aires (Argentina) do Bernardo Houssay thành lập.

Bản năng chính xác về chọn làm việc với các nhà lãnh đạo khoa học và các lãnh vực khoa học quan trọng đã được chứng minh bởi sự kiện là cả Dale, Heymans, Hill và Houssay đều đoạt giải Nobel Sinh lý và Y khoa.

Từ năm 1930 tới năm 1957, von Euler kết hôn với Jane Sodenstierna. Họ có bốn người con: Hans Leo, nhà khoa học quản lý Các viện Y tế quốc gia, Bethesda, Maryland, (Hoa Kỳ) (đã nghỉ hưu); Johan Christopher, bác sĩ gây mê, bệnh viện Serafimer, Stockholm; Ursula Katarina, Ph.D., quản lý nhà bảo tàng nghệ thuật Hoàng gia Thụy Điển, Stockholm; và Marie Jane, kỹ sư hóa học, Melbourne, Úc.

Năm 1958, von Euler tái hôn với Dagmar Cronstedt.