La ville est fondée en 1666 par les Cosaques comme un camp d'été sur le bord de la rivière Ouda à environ au sud-est du lac Baïkal. Un fort y est construit en 1659 et elle devient un centre de prélèvement de l'impôt (iassak) sur les populations autochtones. Devenue un lieu de foire, elle est promue ville en 1783 et prend alors le nom de Verkhneoudinsk (Haute Ouda). Elle est par la suite agrandie selon un plan en damier. La ligne de chemin de fer du Transsibérien arrive dans la ville en 1900. La population qui était de en 1880 passe à à la veille de la Seconde Guerre mondiale. Durant la Guerre civile (1918-1921), elle fut capitale de l'éphémère République d'Extrême-Orient (jusqu'en octobre 1920), avant que celle-ci soit transférée à Tchita. La ville est rebaptisée en 1934 Oulan-Oude (Rouge-Ouda). Jusqu'en 1991, Oulan-Oude est une ville fermée interdite aux étrangers.