Джулия Фиона Робертс родилась 28 октября 1967 года в Смирне, в семье актрисы Бетти Лу Бредем и ее мужа Уолтера Грейди Робертса. Джулия была младшей из троих детей в семье, ее брат Эрик Робертс и сестра Лиза Робертс Гиллан также являются актерами.

В 1971 году, когда Джулии было четыре года, ее родители развелись, и она осталась жить матерью.

В 1972 году ее мать во второй раз вышла замуж, ее избранником стал Майкл Мотс, который часто ее бил и в большинстве был безработным; они расстались в 1983 году; Джулия презирала его.

Училась Джулия в элементарной школе Фитцхью, средней школе Гриффин, а также в старшей школе Кэмпбелл. Во время учебы в последней, она играла на кларнете в группе, а также мечтала о карьере ветеринара. После окончания школы Джулия поступила в Университет Джорджии, однако, не проучившись даже года, бросила его.

В 1985 году она переехала в Нью-Йорк, к своей сестре Лизе и брату Эрику, которые были уже достаточно известными актерами. Сама Джулия подписала контракт с модельным агентством Click, а также как и ее родные, записалась на актерские курсы.

В 1987 году Джулия впервые появилась на телеэкранах, сыграв небольшую роль в одной из серий сериала «Криминальная история».

В 1988 году Робертс дебютировала на киноэкранах, сыграв роль Дэрил в мелодраме «Удовлетворение». Вместе с ней в картине снялись Джастин Бэйтмен, Лиам Нисон и Дебора Харри.

Первый успех к Джулии пришел после выхода драмы «Мистическая пицца» (1988), где она исполнила роль дерзкой и ранимой Дейзи.

В 1989 году Джулия Робертс в компании Салли Филд, Ширли МакЛейн и Дэрил Ханна снялась в драме «Стальные магнолии», которая принесла ей номинацию на премию «Оскар» и статуэтку премии «Золотой глобус», а также общенациональную известность. После этого ее карьера пошла на взлет.

В 1990 году актриса исполнила роль проститутки Вивиан Уорд в мелодраме «Красотка», где ее партнером по съемочной площадке стал Ричард Гир. Картина принесла ей вторую номинацию на премию «Оскар», а также получила свой второй «Золотой глобус».

В том же 1990 году Джулия вместе с Кифером Сазерлендом и Кевином Бейконом появилась в фантастическом триллере «Коматозники».

В 1991 году актриса исполнила главные роли в триллере «В постели с врагом», «Умереть молодым» и «Капитан Крюк», за которые получила гонорары в 1, 3, 7 миллионов долларов, соответственно.

В 1993 году Джулия получила гонорар в 8 000 000 долларов за свою роль в триллере «Дело о пеликанах». В фильме вместе с ней снялись также Дензел Вашингтон, Сэм Шепард и Джон Херд.

В 1996 году она исполнила роль Мэри Райли в одноименном триллере Стивена Фрирза, за которую получила 8,5 миллионов долларов, а также разочарование американского зрителя, который был не в восторге от игры своей любимицы. Актриса даже номинировалась на антипремию «Золотая малина» как худшая актриса.

В 1997 году о Джулии вновь заговорили все, после выхода романтической комедии «Свадьба лучшего друга», где она снялась вместе с Кэмерон Диаз и Рупертом Эвереттом. Робертс получила за этот фильм 12 миллионов долларов, а также третью номинацию на премию «Золотой глобус».

В том же 1997 году Джулия Робертс вместе с Мэлом Гибсоном и Патриком Стюартом снялась в боевике «Теория заговора».

В 1999 году она появилась вместе с Хью Грантом в мелодраме «Ноттинг Хилл», а вместе с Ричардом Гиром – «Сбежавшая невеста». Суммарный гонорар Джулии за обе картины составил 37 миллионов долларов. Также за свою роль в «Ноттинг Хилл» актриса удостоилась 4 номинации на премию «Золотой глобус».

В 2000 году Джулия Робертс сыграла одну из самых известных своих ролей – уверенной в себе красотки Эрин Брокович в одноименной биографической драме Стивена Содерберга. За эту роль актриса получила «Оскар» как лучшая актриса, а также премии Гильдии киноактеров, Британской киноакадемии и «Золотой глобус». Ее гонорар за картину составил 20 миллионов долларов, что сделало ее первой актрисой получившей такую сумму.

В 2001 году Джулия снялась вместе с Брэдом Питтом и Джеймсом Гандольфини в мелодраме «Мексиканец». В том же году ей досталась главная роль в картине «Любимцы Америки», а также второстепенная роль в триллере Стивена Содерберга «Одиннадцать друзей Оушена». В последней главные роли исполнили Джордж Клуни, Брэд Питт и Мэтт Дэймон.

В 2002 году Робертс появилась в режиссерской работе Джорджа Клуни «Признания опасного человека», где также снялись Сэм Рокуэлл и Дрю Бэрримор.

В 2003 году она исполнила главную роль в драме «Улыбка Моны Лизы», где также снялись Кирстен Данст, Джулия Стайлз и Мэгги Джилленхол, а в 2004 году Джулия вместе с Джудом Лоу, Натали Портман и Клайвом Оуэном появилась в мелодраме «Близость». В том же 2004 году с ее участием вышел сиквел «Одиннадцати друзей Оушена».

В 2007 году Джулия Робертс исполнила роль Джоан Херринг в биографической драме «Война Чарли Уилсона», в которой вместе с ней снялись Том Хэнкс, Филип Сеймур Хоффман и Эми Адамс. За свою роль Джулия в очередной раз номинировалась на премию «Золотой глобус».

В 2009 году Джулия вместе с Клайвом Оуэном появилась в триллере «Ничего личного», а в 2010 году она исполнила главную роль в драме «Ешь, молись, люби», снятой по мотивам одноименного романа Элизабет Гилберт.

Также в 2010 году актриса удостоилась специального приза Donostia за выдающиеся персональные достижения на кинофестивале в Сан-Себастьян.

29 апреля 2010 в двенадцатый раз возглавила список «самых красивых людей планеты» по версии журнала People.

В 2011 году Робертс вместе с Томом Хэнксом снялась в мелодраме «Ларри Краун», режиссерской работе самого Тома.

В 2013 году Джулия исполнила одну из главных ролей в драме «Август», в которой также снялись Мэрил Стрип, Юэн МакГрегор и Бенедикт Камбербэтч. За свою роль Робертс в очередной раз номинировалась на самые престижные премии киномира.

В 2014 году актриса исполнила роль доктора Эммы Брукнер в телевизионной драме «Обыкновенное сердце», за которую номинировалась на премию Гильдии киноактеров. Главную роль в картине исполнил Марк Руффало.

В ноябре 2015 года с участием Джулии Робертс запланирована премьера триллера «Тайна в их глазах», а в 2016 году она появится в картинах «Денежный монстр» и «День матери».