Ugolini tok musikkutdannelsen hos brødrene Giovanni Maria og Giovanni Bernardino Nanino ved i Roma. Deretter virket han som kapellmester ved ulike kirker i Roma og mellom 1603 og 1615 ved domkirken i Benevento. Fra 1616 var han kapellmester ved S. Luigi og fra 1621 ledet han ved Peterskirken. Av helsemessige grunner måtte han i 1626 trekke seg fra denne posten, men var fra 1631 og til sin død igjen kapellmester ved S. Luigi.