Юлия родилась в семье Гая Юлия Цезаря II и его жены, Марсии (Марции) Рекс, дочери Квинта Марция Рекса, консула 118 до н. э., прямого потомка древнеримского царя Анка Марция.
По происхождению Юлия была одной из знатнейших женщин Рима, однако к её рождению семья Юлиев располагала весьма скромными финансовыми возможностями, едва покрывая сенаторский ценз в 900 000 сестерциев.
Около 110 года до н. э. Юлия Цезарис, старшая дочь Гая Юлия выходит за 47–летнего Гая Мария, которому пришлось развестись со своей первой женой, Гранией, с которой он прожил много лет в браке. После заключения брака Юлию стали называть Юлия Мария, чтобы не путать с остальными женщинами рода Юлиев
Согласно Плутарху («Сравнительные жизнеописания. Гай Марий. VI») женитьба на Юлии была выгодна как самому Марию, так и роду Юлиев.
Для Мария женитьба на дочери одного из самых знатных патрициев стала стартом его блестящей карьеры, поскольку, через этот брак он, выходец из Арпина, был принят в ряды римской аристократии. Для Юлиев же этот брак обернулся существенной поправкой финансовых дел.
Скорее всего в браке эта пара была счастливой. Ок. 108 до н. э. у них родился их единственный сын – Гай Марий Младший. Юлию описывают как добродетельную женщину, посвятившую свою жизнь мужу и воспитанию ребенка.
Гай Марий скоропостижно скончался в Риме в январе 86 до н. э. во время своего седьмого консульства. Гай Марий младший был избран консулом 82 до н. э. во время гражданской войны с Суллой. Он покончил жизнь самоубийством, потерпев поражение от Суллы при обороне Пренесте (совр. Палестрина, Италия).
После смерти сына и мужа Юлия осталась в Риме. Сулла настолько уважал семью Юлиев, а также авторитет и добродетель Юлии Марии, что она не пострадала от проскрипций, которые происходили в Риме после победы Суллы в гражданской войне.
Юлия была очень уважаема и почитаема также своим племянником, Гаем Юлием Цезарем. Скончалась она в 69 до н. э. в Риме. Юлий Цезарь произнес на её похоронах блестящую поминальную речь.