Жюли Дельпи родилась в Париже в семье актёров Мари Пилле и Альбера Дельпи. Училась режиссуре в Нью-Йорке. Дебютировала на сцене в возрасте пяти лет.
В пятнадцать лет Жюли дебютировала в элегантной пародии Жан-Люка Годара «Детектив» (1985). В этой эксцентрической картине солировали Натали Бей и Джонни Холлидей, а Дельпи снялась всего лишь в эпизоде. Но уже сам факт работы с одним из самых именитых режиссеров значил для нее весьма много. — «С Бей и Холлидеем Годар был довольно жестким на съемках, — рассказывает актриса. — Но с молодыми, начинающими он — сама любезность...»
В экстравагантном фильме Лео Каракса «Дурная кровь» (1986) Дельпи появляется буквально на несколько минут, однако ее своеобразная утонченная красота не теряется в эффектном фейерверке цитатно-клипового постмодернистского зрелища. Тем не менее у нее, похоже, не осталось приятных воспоминаний:
— На съемочной площадке Каракс — настоящее чудовище, он доходит до исступления в достижении поставленной цели. Исполнители ему нужны лишь как орнамент для пластических композиций, и больше им делать нечего. Все на взводе, на грани нервного срыва.
Спустя год она с благодарностью приняла вторичное предложение Годара сняться в вольной экранизации шекспировской трагедии «Король Лир» (1987). В драматической средневековой легенде «Страсти по Беатрис» (1987) Бертрана Тавернье 17-летняя Жюли сыграла психологически сложную роль дочери рыцаря, ставшей объектом кровосмесительного влечения. В масштабной военной драме «Европа, Европа» (1990), поставленной Агнешкой Холланд, она — белокурая арийка времен третьего Рейха, влюбившаяся в юного еврея.
А поклонники творчества немецкого режиссера Фолькера Шлендорфа отметили ее тонкую игру в добротной экранизации романа Макса Фриша «Хомо Фабер» (фильм назывался «Странник», 1990).
— Меня привлекают трагические героини и экстремальные ситуации, возможность окунуться в ту или иную эпоху. Моя мечта — сыграть Жанну Д'Арк и Анну Каренину.
Для родившейся в театральной семье актрисы эти слова не кажутся случайными. Постижение профессии происходило для Жюли не в стенах университета, а в общении с людьми искусства и на любительских сценах. Кого только она не переиграла в школьные годы! Переодевшись в мужское платье, девушка даже исполнила заглавную роль в шекспировском «Гамлете». Ее энергии, темперамента, обаяния хватало на многие часы репетиций, но при этом она всегда была открыта для импровизации, творческой фантазии. Вероятно, эти качества пришлись по душе превосходному психологу и знатоку женской души Кшиштофу Кесьлевскому, пригласившему Жюли Дельпи на главную роль в комедийно-драматической картине «Три цвета: белый» (1993) уже как звезду с мировым именем. И Жюли удалось создать неординарный, глубокий образ, с честью выдержав соревнование с исполнительницами в других частях этой трилогии: «Синий» (Жюльетт Бинош) и «Красный» (Ирэн Жакоб).
В последнее время Жюли Дельпи все чаще снимается в американских фильмах ( «Три мушкетера», «Перед рассветом»). Как и многие актеры ее поколения, она свободно говорит по-английски, а ее легкий акцент только прибавляет шарма. У Жюли Дельпи есть сын от гражданского брака с Марком Страйтнфелдом — Лео Страйтнфелд (род. в январе 2009).
В настоящее время проживает в Лос-Анджелесе. Сняла по собственному сценарию фильм о кровавой графине Эржебет Батори «Графиня».