O pai de Julia vendia aspiradores de pó de porta em porta e sua mãe era secretária de paróquia. Julia cresceu vendo seus pais envolvidos também em atividades teatrais. Gente de teatro frequentava sua casa.

Quando tinha apenas quatro anos, seus pais se separaram e aos nove perdeu o pai vítima de câncer.

É irmã do ator Eric Roberts.

Seu sonho era ser veterinária, mas aos 17 anos, optou por tentar a carreira artística e se mudou para Nova Iorque. Trabalhou em uma loja de sapatos e uma sorveteria, antes de se tornar modelo da Agência Click. Tudo o que ganhava era para pagar os cursos de interpretação, mas não chegou a completar nenhum.

Após atuar em alguns seriados, conseguiu o seu primeiro papel no filme, Blood red (Sangue da Terra- 1980) pois o ator Eric Roberts, seu irmão mais velho, convenceu o diretor do filme a inclui-la no elenco. Julia e o irmão não se relacionam bem, pois Eric a acusa de ser mal agradecida, por nunca haver reconhecido a sua colaboração no início de sua carreira.

Julia terminou seu noivado com o também ator Kiefer Sutherland na década de noventa, o que baixou sua auto-estima e o seu apego ao trabalho por um longo período.

Indicada ao Oscar de Melhor Atriz Coadjuvante por Steel Magnolias, foi da cerimônia direto para os estudios de Pretty Woman. Depois deste filme, ao lado de Richard Gere, ganhou enorme destaque e mais uma indicação ao Oscar, agora como atriz principal.

A partir daí, ficou conhecida como a rainha das comédias românticas, embora tenha demonstrado talento também em papéis dramáticos.

Em 2001, com Erin Brockovich, foi premiada com o Oscar de melhor atriz. Ainda em 2001, durante o filme A Mexicana Julia conheceu o cameraman Danny Moder com quem viria a se casar, em 2002, após um escândalo que ocupou durante um bom tempo a imprensa sensacionalista, pois Julia era namorada do ator Benjamin Bratt e Danny era casado.

Em 2004, Julia anunciou que estava grávida de gêmeos e deu a luz a Hazel Patricia e Phinnaeus Walter, no dia 28 de novembro do mesmo ano. Por causa dos filhos, Julia disse que iria abandonar a carreira. Não cumpriu a promessa, pois estreou na Broadway em 2006 com a peça Three Days Rain. Esta foi sua primeira atuação no grande palco de Nova Iorque, e seu trabalho foi bem recebido pelos críticos. Além disso, Julia trabalhou em uma nova produção, o filme Charlie Wilson's War, onde atua com Tom Hanks, que estreiou no ano de 2007. No dia 18 de junho de 2007, Julia deu a luz ao seu terceiro filho, Henry Daniel Moder. Irmã do diretor e famoso ator Eric Roberts e tia da atriz e cantora teen Emma Roberts.


Filmografia

2009 - Duplicidade (Duplicity)
2008 - Um segredo entre nós (Fireflies in the garden)
2007 - Jogos do poder (Charlie Wilson's war)
2006 - Lucas, um intruso no formigueiro (Ant Bully) (voz)
2006 - A menina e o porquinho (Charlotte's web) (voz)
2004 - Doze homens e outro segredo (Ocean's twelve)
2004 - Closer - Perto demais (Closer)
2003 - O sorriso de Mona Lisa (Mona Lisa smile)
2002 - Full frontal (Full frontal)
2002 - Confissões de uma mente perigosa (Confessions of a dangerous mind)
2001 - Onze homens e um segredo (Ocean's eleven)
2001 - A mexicana (Mexican, The)
2001 - Os queridinhos da América (America's Sweethearts)
2000 - Erin Brockovich, uma mulher de talento (Erin Brockovich)
1999 - Noiva em fuga (Runaway bride)
1999 - Um lugar chamado Notting Hill (Notting Hill)
1998 - Lado a lado (Stepmom)
1997 - O casamento do meu melhor amigo (My best friend's wedding)
1997 - Teoria da conspiração (Conspiracy Theory)
1996 - Todos dizem eu te amo (Everyone says I love you)
1996 - Michael Collins - O preço da liberdade (Michael Collins)
1996 - O segredo de Mary Reilly (Mary Reilly)
1993 - O dossiê pelicano (Pelican brief, The)
1992 - O jogador (Player, The)
1991 - Hook - A volta do Capitão Gancho (Hook)
1991 - Tudo por amor (Dying young)
1991 - Dormindo com o inimigo (Sleeping with the enemy)
1990 - Linha mortal (Flatliners)
1990 - Uma linda mulher (Pretty woman)
1989 - Flores de aço (Steel Magnolias)
1988 - Três mulheres, três amores (Mystic pizza)


Indisponíveis:1995 - O poder do amor (Something to talk about) 
1994 - Adoro problemas (I love trouble)
1994 - Prêt-à-porter (Prêt-à-porter) 
1988 - Satisfaction - No Amor e no Rock (Satisfaction) 
1988 - Sangue da terra (Blood red) 
1987 - Firehouse