Ulla Runessons forskningsintresse är lärprocessen, vad eleven lär sig och hur förutsättningar för lärande skapas. Ulla har varit med att utveckla ett speciellt arrangemang - learning study - där lärare och forskare med utgångspunkt i de lärandes förutsättningar systematiskt och medvetet arbetar tillsammans med att utforma och förbättra lärandemiljön och undervisningen så att elever lär sig.
Ulla har främst studerat lärande och undervisning i matematik och är vetenskaplig ledare for ett av VR finansierat forskningsprojekt "Lärares gemensamma kunskapsproduktion"
i samarbete med Högskolan i Halmstad, Göteborgs universitet och Luleå tekniska universitet. Hon är ledare för forskningsplattformen Lärande och undervisning i matematik vid Högskolan för lärande och kommunikation (HLK).
Ulla är sedan 2010 professor i pedagogik vid HLK. Innan dess var hon universitetslektor och docent vid Göteborgs universitet. Hon har lett och deltagit i flera forskningsprojekt bland annat: Det andra steget. En prövning av teoribaserad och deltagardriven undervisningsforskning och hur denna vidmakthålls genom vidareutveckling" 2007-2010. Learner's perspective study.
Ulla är founding member of World association of lesson study (WALS) och medlem i redaktionsrådet för dess officiella journal: International journal of lesson and learning study.