ดร.ยุพา อุดมศักดิ์ เริ่มรับราชการด้วยการเป็นอาจารย์ประจำคณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เป็นผู้จัดตั้งแผนกวิชาสุขศึกษาขึ้นครั้งแรกในคณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล (โดยเป็นหัวหน้าภาควิชาคนแรก) รวมทั้งจัดตั้งศูนย์ฝึกอบรมและวิจัยอยามัยชนบทเบ็ดเสร็จ สูงเนิน จังหวัดนครราชสีมา เพื่อให้นักศึกษาได้ฝึกงาน โดยแนวคิดคือ การแก้ปัญหาสุขภาพของประชาชนและอนามัยชุมชน จะต้องยึดประชาชนและชุมชนเป็นที่ตั้ง ผลการฝึกภาคสนาม เป็นที่ยอมรับทั้งภายในและภายนอกประเทศ โดยผู้เชี่ยวชาญจาก USOM ได้มาถ่ายทำภาพยนตร์เรื่อง Adventure in Training โดยขออนุญาตดร.ยุพา อุดมศักดิ์ ในการนำกระบวนการฝึกงาน รวมทั้งทฤษฎีด้านการเรียนการสอนไปเป็นเนื้อหาของภาพยนตร์ โดยหลายประเทศได้นำไปใช้เป็นแนวทางด้านวิชาการในการฝึกภาคสนามของนักศึกษา ต่อมาได้รับแต่งตั้งให้เป็นกรรมการผู้เชี่ยวชาญด้านสุขศึกษา ณ องค์การอนามัยโลก ก่อนลาออกจากชีวิตราชการใน พ.ศ. 2518 ดร.ยุพาเป็นรองคณบดี คณะสังคมศาสตร์และมนุษยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ที่ตนเองมีส่วนร่วมก่อตั้งมาแต่ต้น โดยเป็นหัวหน้าภาควิชาศึกษาศาสตร์ คณะสังคมศาสตร์และมนุษยศาสตร์ และเป็นผู้อำนวยการโครงการประชากรศึกษาซึ่งก่อตั้งขึ้นครั้งแรกในประเทศไทย รวมทั้งเป็นกรรมการพัฒนามหาวิทยาลัยมหิดล โครงการวิทยาเขตศาลายา และเป็นผู้พัฒนาหลักสูตรด้านสังคมศาสตร์ให้กับนักศึกษาของทั้งมหาวิทยาลัย เพื่อให้นักศึกษาทุกสาขาวิชาชีพได้มีโอกาสเรียนรู้กลุ่มวิชาที่จะเสริมสร้างวิสัยทัศน์ด้านสังคมมนุษย์ โดยนับเป็นครั้งแรกของมหาวิทยาลัยมหิดลที่มีแนวคิดดังกล่าวเกิดขึ้น

ก่อนเข้าสู่วงการเมือง ดร.ยุพา อุดมศักดิ์เป็นข้าราชการชั้นเอก ตำแหน่งทางวิชาการคือรองศาสตราจารย์ โดยรับราชการรวมเวลาทั้งสิ้น 16 ปี

ในวันที่ 11 มกราคม พ.ศ. 2559 ได้มีการจัดตั้งห้องสมุด 'ดร.ยุพา อุดมศักดิ์' ณ คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้ก่อตั้งภาควิชาสุขศึกษาขึ้นครั้งแรกและเป็นหัวหน้าภาควิชาสุขศึกษาคนแรกของคณะฯ [1]