Byen ble grunnlagt i 1639 som en nomadisk buddhistisk klosterlandsby. Før 1778 hadde byen endret beliggenhet hele tjueåtte ganger; hver gang valgt seremonielt, men fra det året ble bosetningen permanent etablert der elvene Tuul og Selbe møtes og Ulan Bator ligger i dag. I løpet av det 20. århundre utviklet Ulan Bator seg til et større industrisentrum.