Джулия е родена в малкия град Смирна в семейство на бивши актьори и драматурзи. Родителите ѝ ръководят детска школа по актьорско майсторство. Бъдещата звезда израства с брат Ерик и сестра Лиза.

Когато Джулия е на 4 години, майка ѝ подава молба за развод и скоро се омъжва повторно. Така Робъртс се сдобива с полусестра. Вярно е, че този брак не донесъл щастие на майката на Джулия: новият съпруг не можел да издържа правилно семейството и бил доста труден човек. Така че отношенията с доведения баща не се получили. А скоро момичето го чака нов удар: собственият ѝ баща умира от болест.

Като дете звездата от "Хубава жена" не мечтаела за сцената, а искала да стане ветеринарен лекар. По-късно обаче, в едно интервю тя признава, че усвояването на тази професия ѝ се е струвало доста трудно.