Юлия Олеговна Волкова родилась 20 февраля 1985 года в Москве. Родители — Олег Викторович Волков и Лариса Викторовна Волкова. В 7 лет, параллельно с общеобразовательной школой, поступила в детскую музыкальную школу № 62 по классу фортепиано. С 9 лет выступала в составе детского вокально-инструментального ансамбля «Непоседы». Через год в «Непоседы» была зачислена Лена Катина. В 1995 году перешла в среднюю общеобразовательную школу № 1113 с театральной подготовкой.
Снималась в детском киножурнале «Ералаш» (сюжеты «Выручи меня», «Манекен»).
В 1999 году Волкова и Катина попали в музыкальный проект «Тату», организованный сценаристом рекламных роликов Иваном Шаповаловым и композитором Александром Войтинским.
По данным представителей группы, в 1999 году Волкова поступила на вокальное отделение эстрадно-джазового училища имени Гнесиных. В январе 2006 года СМИ сообщали, что Волкова собиралась поступить в Государственный университет управления на продюсерский факультет.
В марте 2009 года менеджмент группы объявил о прекращении работы группы в полномасштабном режиме. Позднее Волкова ушла из «Тату», начав сольную карьеру.
В июне 2011 года Волкова презентовала две песни с первого сингла её сольного проекта («Rage» и «Woman All The Way Down»). Она сообщила, что эти песни не войдут в дебютный альбом.
Премьера сингла «All Because Of You» («Сдвину Мир») была намечена на октябрь 2011 года.
В 2004 году родила дочь Викторию, отцом которой является её знакомый Павел Сидоров. В фильме «Анатомия t.A.T.u.» Волкова упоминала о раннем аборте, однако впоследствии в своих интервью не говорила об этом, рассказывая, что она родила после первой беременности. В 2006 году газеты объявили о предстоящей свадьбе с певцом Владом Топаловым, с которым Волкова знакома по участию в ансамбле «Непоседы».
В марте 2007 года СМИ писали, что Волкова тайно вышла замуж за своего друга Парвиза Ясинова в ОАЭ и приняла ислам. 13 марта представители группы опровергли сообщения о замужестве и принятии ислама. 27 декабря 2007 года Юля родила сына Самира от Парвиза Ясинова.
В 2007 году Волкова осудила избиение граждан во время попытки проведения гей-парада в Москве: «Мы все — одна страна, один народ и должны друг друга уважать, понимать и быть терпимыми. Но русские били русских. Ужасно!».
В 2009 году Волкова заявила, что планирует переехать в США, подчеркнув, что там «лучше заниматься музыкой».
В 2010 году Волкова рассталась с фактическим мужем Парвизом.
Имеет татуировку на пояснице, выполненную арабской вязью в 2003 году во время фотосессии для журнала «Maxim». Надпись, как говорится в журнале, означает «любовь» (хиям).