A los 15 años, tomó clases de actuación sólo como terapia para vencer la timidez. Monica Vitti y Bette Davis han sido sus dos grandes inspiraciones en la carrera de actriz. Debutó en teatro a los 17 años y en 2002, el director David Chase la invitó a formar parte de un proyecto en el que escribió un papel especialmente para ella, Not Fade Away. En 2014 coprotagonizó Sin City, en el papel de Marcy. El 2015 marcaría su entrada triunfal a la televisión, cuando fue fichada para participar en una de las mejores series de la última década: The Americans. La crítica alabó la serie pero también la actuación de Julia y en el 2017 recibió su segundo protagónico con la serie original de Netflix Orzak, como Ruth Langmore, su más grande actuación hasta el momento. En el 2020 y 2021 la veremos en The Assistant, You Can't Win y en algunos episodios de la serie Modern Love. Aunque no tiene una carrera demasiado amplia, Julia ya perfila para ser una de las actrices jóvenes más importantes de su generación. En el 2020 Julia obtuvo, por segundo año consecutivo, el Emmy a la Mejor actriz de reparto en una serie de drama por su trabajo en Ozark. En 2021 Julia fue nominada, esta vez, al Globo de Oro por su participación en la misma serie.