Она была младшей из трех дочерей в семье Франчески Маргулис, балерины и учительницы хореографии, и Пола Маргулиса, автора рекламных текстов. Будучи ребенком, будущая актриса вместе с семьей кочевала с места на место, проживая то во Франции, то в Нью-Йорке, то в Англии. Родители будущей актрисы были детьми еврейских иммигрантов из Восточной Европы.
В свое время Джулианна училась в школе «Green Meadow Waldorf School», а после — поступила в высшую школу «High Mowing School». Еще через некоторое время она стала студенткой колледжа «Sarah Lawrence College», по окончании которого была удостоена степени бакалавра в области гуманитарных наук. Именно в этом учебном заведении будущая актриса, часто принимала участие в студенческих спектаклях.
После завершения учебы в колледже Джулианна поступила в нью-йоркскую студию «The Acting Studio», где познавала тонкости актёрского мастерства.
Впервые снялась в кино в фильме «Out for Justice», в котором играла проститутку. В 1994 году начинающая актриса прошла кастинг и стала сниматься в популярном телевизионном сериале «Скорая помощь». В том же году Джулиана удостоилась премии «Эмми» — за лучшую женскую роль.
В 2000 году актриса покинула сериал «Скорая помощь» и стала периодически играть в театре, а также снималась в незначительных эпизодах в других телевизионных фильмах.
В 2007 году актриса вышла замуж и через год родила сына.