È nata a Barcellona l’11 agosto 1989. Ha una sorellastra di nome Mónica. All’età di 6 anni sapeva già che sarebbe voluta diventare un’attrice e ha iniziato a recitare in pubblicità. A tredici anni ha iniziato a studiare dizione. Dopo gli studi si è trasferita a Madrid per girare la serie TV Fisica o chimica.
La sua prima apparizione risale al 2002, nella serie Mirall trencat. Partecipa, tra il 2005 e il 2006, alla serie Ventdelplá. Deve la sua fama alla serie Fisica o chimica e al ruolo di Ruth, che interpreta dal 2008 al 2010. Nel 2011 è nel cast di La República, spin-off di La Señora, entrambe su La 1. Nel 2014 ha preso parte alla serie tv Isabel, nei panni di Margherita d’Asburgo. Nel 2015 è nel cast della fiction La dama velata, in cui interpreta Anita. Il regista di Isabel, Jordi Frades, ha diretto, nel 2016, il film sequel della serie TV La corona partida in cui Úrsula ha reinterpretato il personaggio di Margherita d’Asburgo. Nel 2017, la sua carriera prende un punto di svolta con la serie La casa di carta in cui interpreta Tokyo. Grazie a questo ruolo, è stata nominata negli Premios Feroz e MIM Series come Migliore Attrice.
Al cinema è apparsa nei film horror Paranormal Xperience 3D e Afterparty. Nel 2013 recita nella commedia Quien Mato a Bambi? con gli attori Quim Gutiérrez e Clara Lago. Nel 2015 interpreta Nadia nella commedia romantica Sognando il nord, il più grande successo dell’anno. I diritti del film sono stati acquisiti da Netflix. Nello stesso anno, l’attrice ottiene il suo primo ruolo da protagonista al cinema grazie a Manuela Moreno, nella commedia Como Sobrevivir a una Despedida?.
Nel 2017 Úrsula è diretta da Isabel Coixet nel film Proyecto Tiempo: La Llave e dal regista Julio Medem nel thriller El Arbol de la Sangre, in cui interpreta Rebecca, una donna particolare che, con suo marito (interpretato da Alvaro Cervantes), parte alla ricerca dei segreti della sua famiglia. Nello stesso anno interpreta Tokyo nella serie televisiva La casa di carta, serie che le conferisce una fama internazionale.