Lembit Ulfsak lõpetas 1966. aastal Tallinna 7. Keskkooli ja 1970. aastal Tallinna Riikliku Konservatooriumi lavakunstikateedri IV lennu.

Ulfsak töötas näitlejana 1969–1978 Noorsooteatris, 1978–1985 (vaheaegadega) V. Kingissepa nimelises Tallinna Riiklikus Akadeemilises Draamateatris, alates 1994. aastast Eesti Draamateatris ning 1985–1994 näitleja ja lavastajana Tallinnfilmis.

Ta on mänginud väga palju filmides nii Eestis kui mujal ("Ukuaru", 1973; "Legend Ulenspiegelist", 1976; "31. osakonna hukk", 1980; "Kapten Granti otsinguil", 1985; "Doktor Stockmann", 1988; "Ma pole turist, ma elan siin", 1989; "Tulivesi", 1994; "Head käed", 2001; "Röövlirahnu Martin", 2005; "Mina olin siin", 2008; "Punane elavhõbe", 2010; "Rotilõks", 2011; "Üksik saar", 2012; "Mandariinid", 2013) ning teinud kaasa arvukates telelavastustes.

Lembit Ulfsakit on tunnustatud korduvalt näitlejapreemiaga ("Oliver ja Jennifer", "Becket ehk Jumala au", "Ljubov Jarovaja", "Müügimehe surm"). 1989. aastal nimetati ta ENSV teeneliseks kunstnikuks, 2006. aastal määrati Lembit Ulfsakile Valgetähe IV klassi teenetemärk ja 2017. aastal Valgetähe III klassi teenetemärk.

2012. aastal hääletati Ulfsak Eesti filmi sajandiauhinna (sajandi meestäht) vääriliseks. Jaanuaris 2015 nomineeriti mängufilm "Mandariinid", milles Lembit Ulfsak mängis üht peaosa, parima välismaise filmi Oscarile. 2017. aastal pälvis Lembit Ulfsak riikliku kultuuri elutööpreemia kui Eesti näitlejatest kõige väljapaistvama ja riigipiire ületava filmikarjääriga näitleja, kelle rollid Ukuaru Akslist kuni "Mandariinide" peaosani moodustavad ereda ja tunnustust vääriva galerii.

Ulfsak saates "Kahekõne".