Лембит Ульфсак родился 4 июля 1947 года в Эстонии, в селе Косру. В 1970 году он окончил актерский факультет Таллинской консерватории и с 1971 года играл в Эстонском молодежном театра в Таллине, с 1978 года работал в Академического театре драмы имени А.Кингисеппа. С 1985 года Лембит Ульфсак - актер киностудии "Таллинфильм". В кино он начал сниматься, еще будучи студентом, дебютировав в картине "Повесть о чекисте". Известность в СССР ему принесла роль Тиля Уленшпигеля в фильме Владимира Наумова и Александра Алова "Легенда о Тиле" (1976). Затем артиста стали приглашать самые разные киностудии страны - сыграл в таких известных фильмах, как "Смерть под парусом" (Уильям Гарнет), "Маршал революции" (Уборевич), "Дума о Ковпаке" (Подкова), "Ярослав Мудрый" (Эймунд), "Кража" (Нокс), "Арабелла - дочь пирата" (Иудас), "Тайна 'Черных дроздов'" (Райт), "Академия пана Кляксы" (Андерсен), "Мэри Поппинс, до свидания" (Робертсон), "Милый, дорогой, любимый, единственный... " (Герман). В 1985 году на экраны вышел телесериал Станислава Говорухина "В поисках капитана Гранта", в котором Лембит Ульфсак исполнил роль профессора Паганеля. В 1987 году он как режиссер поставил дебютный фильм "Радости среднего возраста", а в 1992 году снял картину "Тайный агнец". После обретения Эстонией независимости актер активно снимался на родине, практически не появляясь в российских фильмах в 1990-х годах. В 2002 году Лембит Ульфсак сыграл мафиози в российском телесериале "Кобра", а в 2003 году исполнил главную роль в фильме Андрея Разенкова "Янтарные крылья".