Uliánov aplicó su formación médica a la lucha revolucionaria. Durante la revolución de 1905, proporcionó asistencia médica a los huelguistas de Simbirsk. Se convirtió en un líder del Partido Obrero Socialdemócrata de Rusia y fue delegado en su 2º Congreso. Se desempeñó como representante del Comité Central en Kiev. Su actividad lo llevó a distintas partes de Rusia y Ucrania, como Sérpujov, Feodosia y Crimea.