Джулия Гарнер родилась в еврейской семье, в Нью-Йорке, 1 февраля 1994 года. Актерским мастерством девочка занялась в школе, в 15 лет, чтобы преодолеть излишнюю застенчивость. Когда Джулии было 17 лет, она приняла участие в открытом кастинге для фильма «Марта, Марси Мэй, Марлен» и легко получила свою первую роль в кино.
В 2012 году Джулию Гарнер приглашают исполнить небольшую роль в фильме «Not fade away». Несмотря на более чем скромный опыт в кино, эта роль была специально написана для Джулии, так режиссер Дэвид Чейз хотел видеть ее в своем фильме.
Вскоре Гарнер получает первую главную роль, в 2012 году она играет в драме о мормонах «Уже не дети». Режиссер фильма сама выросла в семье мормонов и написала оригинальный, частично автобиографический сценарий. По сюжету героиня Гарнер, 15-летняя Рейчел, воспитывавшаяся в коммуне мормонов, оказывается беременной после прослушивания кассеты с запрещенной их религией рок-музыкой. Ее изгоняют из семьи, и девушка отправляется на поиски отца своего будущего ребенка.
В этом же 2012-м году Джулия в компании с Эммой Уотсон играет в мелодраме «Хорошо быть тихоней».
В 2013 году Джулия появляется в двух фильмах ужасов: «Последнее изгнание дьявола 2» и американском ремейке мексиканского хита «Мы такие, какие есть», где Гарнер со своей ангельской внешностью убедительно изображает девочку-людоедку.
В 2014 году Роберт Родригес, вдохновленный необычной внешностью Джулии: ослепительно светлая кожа, ярко-красная помада и белые упругие локоны, приглашает ее в «Город грехов 2» исполнить роль юной стриптизерши Марси. Ее партнерами на экране стали Микки Рурк, Джессика Альба, Брюс Уиллис, Ева Грин, Джозеф Гордон-Левитт и др.
По словам самой Джулии, стать актрисой она захотела, когда увидела Бетти Дэвис в фильме «Что случилось с крошкой Джейн?» (1962). Гарнер захотела научиться той же естественности и легкости, которую Дэвис излучала с экрана.