Ulugbek paistis silma ka saavutustega astronoomiaga seotud matemaatika vallas, näiteks trigonomeetrias ja sfäärilises geomeetrias. 1424–1429 lasi ta Samarkandi rajada suure observatooriumi. See oli oma aja parim observatoorium, kuid põlvkond hiljem lasksid Ulugbeki järeltulijad sellel laguneda.
Valitsejana polnud Ulugbek samavõrd edukas. Ta kaotas mõned lahingud naaberriikidele ning lasi 1448. aastal pärast Bai Sunquri poja Mirza Ala-u-dowleh purustamist hukata Herati linna elanikud. Kui Ulugbeki vanem poeg 'Abd al-Latif hakkas tema vastu mässama ja purustas ta väed lahingus, otsustas Ulugbek alistuda. Poeg jättis ta küll ellu ja andis talle loa minna palverännule Mekasse, kuid andis salajas käsu juba tee peal Ulugbeki pea maha raiuda. Ulugbeki mälestuse taastas ta sugulane, 'Abd al-Latifi kuuekuulise valitsusaja järel kukutanud 'Abdullah (1450–1451), kes lasi astronoomi jäänused sängitada Timuri hauda Samarkandis, kust arheoloogid need 1941. aastal leidsid.
