Ursula Nothelle-Wildfeuer studierte katholische Theologie und Germanistik auf Lehramt an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität in Bonn. Sie war Stipendiatin der Bischöflichen Studienförderung Cusanuswerk.
1986 bis 1992 arbeitete sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Seminar für Christliche Gesellschaftslehre und Pastoralsoziologie an der Katholisch-Theologischen Fakultät der Universität Bonn. In der Zeit promovierte sie (1990). Danach arbeitete sie als Dozentin für das Fach Christliche Sozialwissenschaft an der Philosophisch-Theologischen Hochschule in Hennef und Sankt Augustin.
Zeitgleich war sie Assistentin am Seminar für Christliche Gesellschaftslehre und Pastoralsoziologie an der Katholisch-Theologischen Fakultät der Universität Bonn. Mit ihrer Promotion 1997 wurde sie zur Oberassistenin. 2000 bis 2003 war sie dort die Vertretung des Lehrstuhls für Christliche Gesellschaftslehre und Pastoralsoziologie. In dem Rahmen wurde sie zur außerplanmäßigen (apl.) Professorin ernannt.
Nothelle-Wildfeuer war darüber hinaus für den Lehrstuhl "Soziale Marktwirtschaft" im Institut für Politikwissenschaften der Fakultät für Geschichte und Sozialwissenschaften der Kardinal-Stefan-Wyszynski-Universität in Warschau tätig. Sie hatte des weiteren Lehraufträge in Trier und Köln.
Seit 2003 ist sie ordentliche Professorin für Christliche Gesellschaftslehre an der Albert-Ludwigs-Universität in Freiburg. Von 2015 bis 2017 war sie an der dortigen Theologischen Fakultät die Dekanin.
Nothelle-Wildfeuer ist ehrenamtlich sehr aktiv. Seit 2003 ist sie Mitglied der Arbeitsgruppe für sozialpolitische Fragen der Kommission VI der Deutschen Bischofskonferenz. Außerdem ist sie Mitglied der Ethik-Kommission der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau sowie beim ökumenischen Sozialethikerkreis und im Kuratorium der Konrad-Adenauer-Stiftung.
Seit 2019 gehört sie dem Akademischen Gremium des Theologischen Stipendienprogramms Albertus Magnus der Deutschen Bischofskonferenz an, seit 2020 ist sie im Aufsichtsrat des Diözesan Caritasverband Freiburg, seit November 2021 ist sie dort die stellvertretende Vorsitzende.
