23 Eylül 1990 tarihinde İstanbul'da dünyaya gelen Çağatay Ulusoy, baba tarafından Bulgaristan göçmeni, anne tarafından ise Boşnak kökenlidir. Lisans eğitimini İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Sulama Sistemleri bölümünde tamamlayan Ulusoy, genç yaşlarda model olarak başladığı kariyerinde hızla adını duyurdu. 2010 yılında Best Model of Turkey yarışmasında birinci seçilerek, modellik alanında önemli bir adım attı. Oyunculuk kariyerine ise Vahide Perçin ve Altan Gördüm’ün kurucusu olduğu Akademi 35 Buçuk’ta ve Ayla Algan’dan aldığı oyunculuk dersleriyle başladı.

İlk oyunculuk deneyimini 2011 yılında Show TV'de yayınlanan Adını Feriha Koydum dizisinde Emir Sarrafoğlu karakterini canlandırarak yaşadı. Bu dizi, ona büyük bir popülarite kazandırdı ve ardından Anadolu Kartalları filminde Üsteğmen Ahmet Onur rolünü üstlendi. Yine Show TV’de yayınlanan Eve Düşen Yıldırım dizisine de Emir Sarrafoğlu karakteriyle konuk oldu.

Çağatay Ulusoy’un kariyerindeki dönüm noktalarından biri, 2013-2015 yılları arasında Star TV’de yayınlanan Medcezir dizisinde başrol oynamasıydı. Bu dizi, Amerikan yapımı The O.C. dizisinin Türk uyarlamasıydı ve Ulusoy’un popülaritesini zirveye taşıdı. 2015 yılında Delibal filminde Barış Ayaz karakteriyle sinemaya adım atan oyuncu, 2016’da Colin’s markasının reklam yüzü oldu. Aynı yıl, İçerde dizisinde Aras Bulut İynemli ile başrolü paylaştı ve bu proje de büyük bir ilgi gördü.

2018-2020 yılları arasında, Netflix’in ilk yerli yapımı Hakan: Muhafız dizisinde başrolü üstlendi ve Hakan Demir karakteriyle büyük bir çıkış yaptı. 2021 yılında, yine Netflix’in Kağıttan Hayatlar adlı yerli filminde başrol oynayarak önemli bir başarıya imza attı. Aynı yıl, BluTV’de yayınlanan Yeşilçam dizisinde 1960’lı yılların Türk sinemasını konu alan projede Semih Ateş karakterini canlandırdı.

Çağatay Ulusoy, özel hayatında da dikkat çeken bir isimdir. 2013 yılında İstanbul Narkotik Suçlarla Mücadele Şube Müdürlüğü’nün gerçekleştirdiği bir operasyon sırasında aralarında ünlü isimlerin de bulunduğu 35 kişi gözaltına alınmış, Ulusoy 28 Ocak 2013’te serbest bırakılmıştır. Bu olay, kısa süre içinde medya tarafından geniş bir şekilde haber yapılmıştır.

Galatasaray taraftarı olan Çağatay Ulusoy, 1.84 cm boyunda ve 81 kg ağırlığındadır. Terazi burcu olan oyuncu, aynı zamanda geniş bir hayran kitlesi tarafından beğenilmekte ve takip edilmektedir.