Nata a Besançon, in Francia, ha la doppia cittadinanza, francese e svizzera. Dal 1990 al 1994 studia presso l'Institut des Art de Diffusion (IAD) in Belgio, quindi lavora come aiuto regista per i film Furbi (1995) e Jonas et Lila, a demain (1999), entrambi di Alain Tanner. Nel frattempo, con À corps perdu (1994), Ursula Meier inizia a dirigere cortometraggi che ottengono un ottimo riscontro nei festival internazionali: vanno ricordati almeno Des heures sans sommeil (1999) e Tous à table (2001, vincitore del premio del pubblico a Clermont-Ferrand). Dopo due documentari, Autour de Pinget (2000) e Les flics, pas les noirs, pas les blancs (2001), dirige Des épaules solides (2003), prodotto per la serie di ARTE "Masculin-Féminin/Petite Caméra", ottenendo un grande successo di pubblico e una candidatura allo Swiss Film Prize come miglior film. Home è il primo lungometraggio della Meier per il cinema, presentato alla Semaine de la Critique a Cannes 2008.
Torna alla regia con Sister, del 2012, che ha ricevuto una candidatura ai Premi Lumière 2013 (miglior film francofono) e una agli Independent Spirit Awards 2013 (miglior film straniero).
Nel 2017 ha fatto parte dei 13 registi del film collettivo su Sarajevo I ponti di Sarajevo, girato in occasione del centenario della prima guerra mondiale; mentre nel 2018 ha diretto Ondes de choc: Journal de ma tête. Del 2022 è invece La ligne - La linea invisibile.