1937년 5년제 울산공립농업학교로 설립되었다. 1949년 6년제 울산공립농업중학교로 개편되었다가, 1951년울산농업고등학교와 울산제일중학교로 분리, 개편되었다. 1954년 임학과와 축산학과를 증설하고 울산농림고등학교로 교명을 변경하였다.
1962년울산 지역이 특정공업기지로 지정되면서 공업 중심지로 크게 변모하기 시작하자 농업학교에서 울산실업고등학교로 개편되었다. 1963년부터 기계과·전기과·화공과·건축과·토목과 등 공업과정 5개 과를 증설하였으며, 1969년울산농공고등학교로 교명을 변경하였다.
1972년 농업과정 지원학생의 감소로 농업·임업·축산의 농업계 3과를 폐지하여 공업고등학교로 완전 개편하고 교명도 울산공업고등학교로 변경하였다. 1991년 정보화 시대에 따른 정보통신과를 신설하였으며, 1996년 공동실습소를 설치하였다.
교육목표는 ‘지식정보화시대를 주도할 창의적인 사람’ 육성이다. 지식보다 사람됨을 중시하고 기본생활습관과 토론문화 형성을 통한 공동체의식 함양으로 더불어 사는 사람다운 사람을 기르고, 기초교육과 기본교육을 튼튼히 다지고 학생의 개인차에 따른 자기주도적 학습능력을 길러 21세기에 필요한 창의적인 사람을 기르며, 각자의 특기·적성·건강·능력 등을 바르게 이해하고 본인의 인생 목표와 직업에 맞는 잠재력을 계발해 나가도록 진로 탐색 능력을 기르는 데 역점을 두고 있다.
특색사업으로는 자기주도적 학습능력 및 기초생활습관 형성을 위한 ‘다양한 학교장 인증제’, 대학생 학습도우미 활용을 통한 ‘방과후 학교’, 전문가 및 기술인력이 부족한 중소기업의 현실을 감안한 ‘기술사관 육성 프로그램’, 우수기능인 양성 및 지역사회 인력 보급을 위한 ‘취업활성화 프로그램’을 운영하고 있다.
2008년 3월 현재 로봇학과 9학급, 로봇응용과 6학급, 로봇전기과 6학급, 환경화학과 6학급, 건축설계과 6학급, 건설정보과 6학급, 유비쿼터스과 6학급 등 총 45학급에 1,678명의 학생이 재학하고 있으며, 교원은 134명이 재직하고 있다. 2008년 2월 제67회 졸업식까지 총 3만 4,128명의 졸업생을 배출하였다.