1984-ben kezdte meg középiskolai tanulmányait a budapesti II. Rákóczi Ferenc Gimnáziumban, ahol 1988-ban érettségizett. Ezt követően fél évig a Hadtörténeti Múzeumban dolgozott. 1989-ben vették az Eötvös Loránd Tudományegyetem Bölcsészettudományi Kar német-történelem szakára. Egyetemi időszaka alatt A miskolci Egyetemi Diákparlament története 1956-ban című pályaművével elnyerte a Magyar Történészhallgatók Egyesülete által kiírt pályázatot és az Országos Tudományos Diákkörök konferenciájának első díját. Diplomáját 1995-ben szerezte meg. 1991 és 1994 között az ELTE BTK tudományos ösztöndíjasa, 1993–94-ben köztársasági ösztöndíjas volt. 1993-ban német ösztöndíjjal Freiburgban tanult és kutatott a Katonai Levéltárban, valamint akoblenzi Szövetségi Levéltárban.

Diplomájának megszerzése után az ELTE BTK-n volt történelemtudományi doktori hallgató, ebben az időszakban az egyetem oktatója. 1999-ben (jeles eredménnyel) védte meg PhD-disszertációját. A Budapest 1944-45-ös ostromát feldolgozó doktori disszertációja könyv alakban is megjelent. A mű hat magyar, négy német, két angol és két amerikai kiadást élt meg. 2000-től az1956-os Intézet tudományos munkatársa. Emellett az egri Eszterházy Károly Főiskola doktori képzésén témavezető. Emellett 2007 és 2009 között a Színház- és Filmművészeti Egyetemen is tanított. 2005 és 2008 között a Nemzeti Kulturális Örökség Minisztériumában tevékenykedett szakértőként, ahol az Emlékezet és Szolidaritás Alapítvány német-magyar-lengyel ügyeiben vett részt. 2005-ben lett tagja a német elűzések elleni központ tudományos tanácsának. Kutatási témái Magyarország 20. századi hadtörténetét, 1945 utáni politikatörténetét és állambiztonsági szolgálatatinak történetét öleli át, valamint foglalkozik falerisztikai (kitüntetéstani) kutatásokkal is. Országos ismertségre 2010-ben egy nagy port kavart ügy okán tett szert, amikor Kiss Lászlóalkotmánybíró korábban több pert indított ellene egy, az Élet és Irodalomban 2007-ben megjelent, a pécsi Dialógus-csoportról szóló tanulmánya miatt. A rágalmazás vádja alól felmentették Ungváryt, azonban a Legfelsőbb Bíróság hárommillió forintos nem vagyoni kártérítésre kötelezte Ungváryt és a lapot. A Facebook nevű közösségi oldalon gyűjtést szerveztek Ungváry számára tőle függetlenül, ahol kétmillió forint gyűlt össze. 

Történészi munkája mellett borászattal foglalkozik. Mezőgazdasági őstermelőként Olaszliszka határában, a Vayi-dűlőben két hektárnyi területen saját szőlészetet és borászatot is üzemeltet. Emellett okleveles borbíráló és borszakíró. A cserkészeti mozgalomban is aktív: 1988. október 15-én a Magyar Cserkészszövetség egyik alapító tagja volt, valamint a 293. Szent Kapisztrán cserkészcsapat tagja.