オープニングテーマ
『ウルトラマンの歌』
作詞：東京一 / 作曲：宮内國郎 / 歌：みすず児童合唱団、コーロ・ステルラ
作中では3種類の音源が使われる。以下、その差異と使用状況を記す。
Aタイプ（第1・7話）
市販の音源には原則としてこのタイプのフルサイズが収録される。そのため一般的には最も馴染み深い。
Bタイプ（第2?6話、第8?30話）
3種類の内最初に録音されたもので、みすず児童合唱団の編成と歌詞の最後の部分の歌い方がAタイプと異なる。
Cタイプ（第31?39話）
劇中音楽の追加に合わせて録音されたもの。このタイプのみコーロ・ステルラは歌っておらず、放送用のTVサイズしか存在しない。
挿入歌
『特捜隊の歌』
作詞：東京一 / 作曲：宮内國郎 / 歌：みすず児童合唱団、コーロ・ステルラ
主旋律をアレンジした「科特隊マーチ」（科特隊のテーマ）が出動シーンなどで頻繁に使われる。本曲自体も第3話や第4話にごく短く編集された形で使われる。
『進め! ウルトラマン』
作詞：東京一 / 作曲：宮内國郎 / 歌：みすず児童合唱団、コーロ・ステルラ
主題歌の候補としては長調、短調の2曲が作られた。長調の曲が主題歌として採用され、短調の曲が挿入歌「進め! ウルトラマン」となった。アレンジ曲「勝利」（M-5、別題「激闘! ウルトラマン」）が第18話からウルトラマンの戦闘シーンで使われるようになり、カラオケは後に『ウルトラファイト』のタイトル部分に使われる。『ウルトラマンティガ』第49話では、アレンジ曲を1991年に再録音したものが使われた。こちらは15枚組限定盤「TSUBURAYA PRODUCTION HISTORY OF MUSIC」に収録され、後に『ウルトラマンティガ』のサントラにも収録された。バンダイのカードゲーム・データカードダスの『大怪獣バトル』の戦闘部分にもこの曲が使われる。後年公開されたNG版では、一部歌詞の違いを確認できる。
本作の音楽は、前作『ウルトラQ』に引き続き宮内國郎が担当した。メインタイトル映像の内『ウルトラQ』のロゴを使った部分の曲は、『ウルトラQ』のメインタイトル曲（M-1T2）に本作オリジナルの効果音的な曲（タイトルT6）をオーバーダビングしたものである。第1話のハヤタ隊員とウルトラマンの出会いのシーンに『ウルトラQ』第28話「あけてくれ!」用の音楽が選曲されるなど、過去に宮内の書いた東宝特撮映画『ガス人間第一号』や『ウルトラQ』、『快獣ブースカ』の楽曲が流用されることも多い。
『ウルトラマン』自体の汎用BGM録音は3回行われた。「特捜隊のテーマ」など一部の曲は主題歌録音と同時にステレオで録音されたが、モノラルのコピーしか残存していない。また、実相寺昭雄が監督した第14・15・23話では追加録音が行われ、これらの楽曲は他のエピソードでも使用される。追加録音は最終回の第39話でも行われたが、これらの追加録音曲はいずれもテープの所在が確認されていない。
※各怪獣の詳細はウルトラマンの登場怪獣を参照。
放送日話数サブタイトル登場怪獣・宇宙人スタッフ
1966/7/171ウルトラ作戦第一号宇宙怪獣ベムラー監督-円谷一
特技監督-高野宏一
脚本-関沢新一、金城哲夫
1966/7/242侵略者を撃て宇宙忍者バルタン星人監督-飯島敏宏
特技監督-的場徹
脚本-千束北男
1966/7/313科特隊出撃せよ透明怪獣ネロンガ監督-飯島敏宏
特技監督-的場徹
脚本-山田正弘
1966/8/74大爆発五秒前海底原人ラゴン監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-南川竜
1966/8/145ミロガンダの秘密怪奇植物グリーンモンス監督-飯島敏宏
特技監督-的場徹
脚本-藤川桂介
1966/8/216沿岸警備命令海獣ゲスラ監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-山田正弘
1966/8/287バラージの青い石磁力怪獣アントラー監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-南川竜、金城哲夫
1966/9/48怪獣無法地帯どくろ怪獣レッドキング
有翼怪獣チャンドラー
地底怪獣マグラー
友好珍獣ピグモン
怪奇植物スフラン監督-円谷一
特技監督-高野宏一
脚本-金城哲夫、上原正三
1966/9/119電光石火作戦ウラン怪獣ガボラ監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-山田正弘
1966/9/1810謎の恐竜基地エリ巻恐竜ジラース監督-満田かずほ
特技監督-高野宏一
脚本-金城哲夫
1966/9/2511宇宙から来た暴れん坊脳波怪獣ギャンゴ監督-満田かずほ
特技監督-高野宏一
脚本-宮田達男
1966/10/212ミイラの叫びミイラ怪獣ドドンゴ
ミイラ怪人ミイラ人間監督・特技監督-円谷一
脚本-藤川桂介
1966/10/913オイルSOS油獣ペスター監督・特技監督-円谷一
脚本-金城哲夫
1966/10/1614真珠貝防衛指令汐吹き怪獣ガマクジラ監督-実相寺昭雄
特技監督-高野宏一
脚本-佐々木守
1966/10/2315恐怖の宇宙線二次元怪獣ガヴァドン
1966/10/3016科特隊宇宙へ宇宙忍者バルタン星人（二代目）監督-飯島敏宏
特技監督-高野宏一
脚本-千束北男
1966/11/617無限へのパスポート四次元怪獣ブルトン監督-飯島敏宏
特技監督-高野宏一
脚本-藤川桂介
1966/11/1318遊星から来た兄弟凶悪宇宙人ザラブ星人
にせウルトラマン監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-南川竜、金城哲夫
1966/11/2019悪魔はふたたび赤色火焔怪獣バニラ
青色発泡怪獣アボラス監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-山田正弘、南川竜
1966/11/2720恐怖のルート87高原竜ヒドラ監督-樋口祐三
特技監督-高野宏一
脚本-金城哲夫
1966/12/421噴煙突破せよ毒ガス怪獣ケムラー監督-樋口祐三
特技監督-高野宏一
脚本-海堂太郎
1966/12/1122地上破壊工作地底怪獣テレスドン
地底人監督-実相寺昭雄
特技監督-高野宏一
脚本-佐々木守
1966/12/1823故郷は地球棲星怪獣ジャミラ
1966/12/2524海底科学基地深海怪獣グビラ監督-飯島敏宏
特技監督-高野宏一
脚本-藤川桂介
1967/1/125怪彗星ツイフォン冷凍怪獣ギガス
彗星怪獣ドラコ
どくろ怪獣レッドキング（二代目）監督-飯島敏宏
特技監督-高野宏一
脚本-若槻文三
1967/1/826怪獣殿下 前篇怪奇植物スフラン
古代怪獣ゴモラ監督-円谷一
特技監督-高野宏一
脚本-金城哲夫、若槻文三
1967/1/1527怪獣殿下 後篇古代怪獣ゴモラ
1967/1/2228人間標本5・6三面怪人ダダ監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-山田正弘
1967/1/2929地底への挑戦黄金怪獣ゴルドン監督-野長瀬三摩地
特技監督-高野宏一
脚本-南川竜、金城哲夫
1967/2/530まぼろしの雪山伝説怪獣ウー監督-樋口祐三
特技監督-高野宏一
脚本-金城哲夫
1967/2/1231来たのは誰だ吸血植物ケロニア監督-樋口祐三
特技監督-高野宏一
脚本-海堂太郎
1967/2/1932果てしなき逆襲灼熱怪獣ザンボラー監督-鈴木俊継
特技監督-高野宏一
脚本-藤川桂介
1967/2/2633禁じられた言葉悪質宇宙人メフィラス星人
宇宙忍者バルタン星人（三代目）
凶悪宇宙人ザラブ星人（二代目）
誘拐怪人ケムール人（二代目）
巨人 巨大フジ隊員監督-鈴木俊継
特技監督-高野宏一
脚本-金城哲夫
1967/3/534空の贈り物メガトン怪獣スカイドン監督-実相寺昭雄
特技監督-高野宏一
脚本-佐々木守
1967/3/1235怪獣墓場亡霊怪獣シーボーズ
1967/3/1936射つな! アラシ変身怪獣ザラガス監督-満田かずほ
特技監督-高野宏一
脚本-山田正弘
1967/3/2637小さな英雄怪獣酋長ジェロニモン
友好珍獣ピグモン（再生）
彗星怪獣ドラコ（再生）
地底怪獣テレスドン（再生）監督-満田かずほ
特技監督-有川貞昌
脚本-金城哲夫
1967/4/238宇宙船救助命令光熱怪獣キーラ
砂地獄怪獣サイゴ監督-円谷一
特技監督-有川貞昌
脚本-上原正三
1967/4/939さらばウルトラマン宇宙恐竜ゼットン
変身怪人ゼットン星人
ゾフィー監督-円谷一
特技監督-高野宏一
脚本-金城哲夫