Родилась 21 декабря 1969 года в Париже, в семье профессиональных актеров. Родители всегда брали дочурку с собой на репетиции, спектакли, концерты, вечеринки. Любимым местом Жюли были актерские кулисы. Неудивительно, что на сцене она дебютировала уже в пять лет. В возрасте шекспировской Джульетты ее ангельскую красоту приметил Жан-Люк-Годар и пригласил в свой фильм «Детектив». Жюли вспоминает об этом, как о приключении. Режиссер со всеми был строг и требователен, а с Жюли сама любезность. Роль стала для девочки настоящим трамплином в большое кино.
В 17 лет она сыграла первую главную роль в картине «Страсть Беатрис» режиссера Бертрана Тавернье. Для столь юного создания это была сложная психологическая работа. Режиссер не жалел своего времени и разбирал с Жюли подробно каждую сцену. Все в голос заговорили, что природа Жюли сродни ангельской. Далее последовал радикальный фильм Лео Каракса «Дурная кровь». Эта картина научила актрису быть гибкой и послушной. Каракс твердил, что артисту не нужно знать замысла, он должен выполнять конкретную задачу и помнить, что он всего лишь маленький узор на огромном полотне.
Мастерство актрисы росло от фильма к фильму, свои институты она проходила у маститых режиссеров с которыми, прямо сказать, ей везло. В 1990 году Жюли снялась у польки Агнешки Холланд в масштабной военной драме «Европа, Европа», у немецкого режиссера Фолькера Шлендорфа в фильме «Странник». Знаменитый Кшиштоф Кислевский пригласил Жюли в свою трилогию «Три цвета».
Главной вершиной в карьере Дельпи считаются фильмы «Перед рассветом» и «Перед закатом» Ричарда Линклейтера. За роль в первой части ее номинировали на «Оскар». В этих картинах Жюли выступила как соавтор сценария. Она доказала, что способна интересно и складно придумывать диалоги и целые истории. Перебравшись окончательно в Нью-Йорк, актриса занялась изучением режиссуры и в 2007 сняла самостоятельно полнометражный фильм «2 дня в Париже». Но больше других известна ее режиссерская работа «Графиня». К своему сорокалетию Дюльпи снялась более чем в 50 фильмах, как режиссер выпустила 10 картин. Свои ленты она предпочитает монтировать сама, а теперь еще стала баловаться созданием саундтреков. В 2003 году Жюли записала собственный музыкальный альбом.
О личной жизни актриса рассказывать не любит. Ее избранником стал композитор Марк Страйтенфельд. У пары родился сын Лео.
