El 1949, la primera temporada del mundial de motociclisme, fou quart en la categoria de 125cc amb una MV Agusta.[1] Aquell mateix any va guanyar una medalla d'or als ISDT.[3] De cara a la temporada 1950, Ubbiali va canviar a Mondial i el 1951 va guanyar el seu primer campionat del món amb aquesta marca.[1] Després de perdre el títol davant de Cecil Sandford el 1952, va tornar a signar amb MV Agusta, marca de la qual esdevingué el principal pilot i amb la qual guanyà cinc títols més de 125cc i tres de 250cc, amb doblets inclosos els anys 1956, 1959 i 1960. Ubbiali guanyà també en cinc ocasions el prestigiós TT de l'Illa de Man[4] i vuit campionats d'Itàlia de velocitat. Durant la seva carrera als Grans Premis, que durà 12 anys, mai no va patir cap accident greu.
Ubbiali es va retirar de les competicions en acabar la temporada de 1960, a 30 anys, quan encara estava en el seu millor moment. El 2001, la FIM el va incorporar al MotoGP Hall of Fame.[5] Al moment de la seva mort, el 2 de juny de 2020,[6] era l'últim supervivent de la primera temporada del mundial de motociclisme.