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.
Indicada ao Oscar de Melhor Atriz Coadjuvante por Steel Magnolias, foi da cerimônia direto para os estudios de Uma linda mulher. 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 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.
