Jako aktorka zadebiutowała w epizodycznych rolach we francuskich serialach telewizyjnych, m.in. sitcomie Premiers baisers. W 1993 roku pojawiła się w filmie Krzysztofa Kieślowskiego pt. Trzy kolory. Niebieski. Zagrała później m.in. w głośnym filmie Sto i jedna noc. W 1997 roku otrzymała prestiżową nagrodę Romy Schneider za rolę Nathalie w filmie Sélect Hôtel. W ciągu następnych dziesięciu lat zagrała w wielu innych filmach. W 2014 została nominowana do Cezara w kategorii najlepsza aktorka drugoplanowa za rolę Valérie Dumontheil w filmie Quai d’Orsay. Oprócz pracy aktorki próbowała swoich sił jako producent i reżyser filmowy. Założyła firmy producenckie Rouge Internationale (2007), Amarante International (2012) oraz Cinémaphore (2013).
W latach 2003–2006 Julie była żoną argentyńskiego pisarza Santiago Amigoreny, jednak małżeństwo zakończyło się rozwodem. Ma z nim dwóch synów: Tadéo (ur. 25 maja 1999) i Ezéchiela (ur. 15 sierpnia 2000). W styczniu 2014 Amigorena opublikował powieść pt. Des jours que j’ai pas oubliés, w której powraca do historii tego związku.