Ursula Warnke studierte Ur- und Frühgeschichte, Kunstgeschichte und Altorientalische Archäologie an der Westfälischen Wilhelms Universität Münster und der Phillipps-Universität Marburg, promovierte in Münster (»Der merowingerzeitliche Töpferofen von Geseke, Kr. Soest und sein Absatzgebiet«) und war dann Wissenschaftliche Volontärin am Westfälischen Museum für Archäologie Münster sowie beim Amt für Bodendenkmalpflege, Referat Mittelalter (örtliche Grabungsleiterin diverser Stadtkerngrabungen in Westfalen).

Dann war sie Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Landesamt für Archäologie Sachsen-Anhalt, dort als Projektleiterin/örtliche Grabungsleiterin von Stadtkerngrabungen in Haldensleben, Magdeburg und Salzwedel tätig. Danach war sie u.a. im Museums- und Sammlungsmanagement am Kulturgeschichtlichen Museum Osnabrück und dem Niedersächsischen Freilichtmuseum Cloppenburg, als Projektentwicklerin und -leiterin für die Inpro-Projektentwicklung (Historische Standorte und denkmalgeschützte Gebäude), Heitkamp-Deilmann-Haniel GmbH, Dortmund, ebenda für die Stabsstelle DASA – Arbeitswelt Ausstellung, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin tätig.

Von 2006 bis 2017 war sie Direktorin des Deutschen Schiffahrtsmuseums Bremerhaven, seit 2018 ist sie Direktorin des Landesmuseums Natur und Mensch in Oldenburg.

Diverse Lehraufträge an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (Museologie), an der Hochschule Bremerhaven  (Heritage Management), an der Westf. Wilhelms Universität Münster (Ur- und Frühgeschichte, Museologie) und seit SS 2018 an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (Museale Sammlungen).