Ulltveit-Moe er utdannet siviløkonom ved Norges Handelshøyskole i Bergen, og tok senere mastergrad i internasjonal politikk ved Columbia University i USA. Deretter jobbet han som konsulent i McKinsey i New York og London, før han ble administrerende direktør i Asterix Shipping i London. Videre ble han headhuntet til Knut Knutsen O.A.S. i Haugesund i 1980.