Julia Garner lahir di lingkungan Riverdale, Bronx, New York. Ibunya, Tami Gingold, adalah terapis dan komedian sukses di Israel, sedangkan ayahnya, Thomas Garner, adalah pelukis dan guru seni dari Ohio. Ia memiliki kakak perempuan, Anna (Ani), yang juga berprofesi sebagai penulis dan seniman.

Julia merupakan keturunan Yahudi dan saat ini tinggal bersama orang tuanya di New York City. Ia mengaku sangat terinspirasi oleh aktris klasik seperti Bette Davis dan Monica Vitti, terutama terhadap penampilannya dalam What Ever Happened to Baby Jane?. Dia mulai mengikuti pelatihan akting sejak usia 15 tahun untuk mengatasi rasa malu dan memulai debut teatrikal saat berusia 17 tahun dalam film Martha Marcy May Marlene (2011).

Pada tahun 2012, Julia mendapatkan peran kecil yang khusus ditulis untuknya oleh sutradara David Chase dalam film Not Fade Away. Peran utama pertamanya adalah dalam Electrick Children, dan sejak saat itu ia terus membintangi film seperti The Last Exorcism Part II dan We Are What We Are yang merupakan remake dari film horor Meksiko. Ia juga tampil di Sin City: A Dame to Kill For sebagai Marcy, berperan sebagai stripper muda yang terlibat konflik dengan Johnny.

Selain berkarier di film, Julia bergabung di serial televisi, termasuk Ozark sebagai Ruth Langmore sejak 2017 dan The Americans sebagai karakter pendukung. Ia pernah rencanakan debut off-Broadway dalam drama Smokefall tahun 2016, tetapi batal karena konflik jadwal. Peran ikoniknya di serial Ozark membuatnya semakin terkenal dan dihormati sebagai aktris berbakat.