Julia Stiles rodziła się 28 marca 1981 roku w Nowym Jorku (Nowy Jork, USA). Jej ojciec, John, jest nauczycielem, a matka, Judith, ma niewielką firmę ceramiczną. Już jako dziecko marzyła o aktorskiej sławie. Kiedy skończyła jedenaście lat, napisała do dyrektora nowojorskiego La Mama Theater list z prośbą o angaż. Na początku zagrała epizod. Spodobała się i zaczęła regularnie występować na off-Broadwayu.
Przed kamerą debiutowała w 1993 roku. Zagrała epizod w jednym z odcinków serialu "
Ghostwriter". Nieco większą rolę dostała w produkcji "
Promised Land" trzy lata później. W tym samym roku zagrała w swym pierwszym filmie kinowym - dramacie "
I Love You, I Love You Not"
Billy'ego Hopkinsa z
Claire Danes i
Jeanne Moreau. Zwróciła na siebie uwagę rolą córki
Harrisona Forda w sensacyjnym obrazie
Alana J. Pakuli "
Zdrada". W 1999 roku ukończyła nowojorską Professional Children's School i rozpoczęła studia na uniwersytecie Columbia. Popularność zawdzięcza serii ról w filmach młodzieżowych: "
Zakochana złośnica", "
Tam gdzie ty" i "
W rytmie Hip-Hopu". Potem skupiła się na poważniejszym repertuarze - zagrała Ofelię w uwspółcześnionej wersji "
Hamleta" i Paulę Murphy w thrillerze "
Znajomek". Za ten drugi film otrzymała Golden Satellite Awards dla najlepszej aktorki drugoplanowej.
W 2002 roku Stiles po raz pierwszy wcieliła się w Nicky Parsons w produkcji "
Tożsamość Bourne'a" z
Mattem Damonem w roli tytułowej. Do serii wróciła jeszcze w "
Krucjacie Bourne'a", "
Ultimatum Bourne'a" i "
Jasonie Bourne". W 2003 aktorka wystąpiła w dramacie "
Uśmiech Mony Lizy", za co otrzymała nominację do Teen Choice. W kolejnych latach pojawiała się w zróżnicowanym repertuarze. Zagrała m.in. w komedii "
Książę i ja", nowej wersji horroru "
Omen", serialu "
Dexter" (nominacje do Emmy i Złotego Globu) czy komediodramacie "
Poradnik pozytywnego myślenia".
W 2014 roku Julia pojawiła się w horrorze "
Przychodzą z ciemności", który nie zyskał sympatii krytyki. Trzy lata później otrzymała główną rolę w serialu "
Riviera", który doczekał się trzech sezonów. W 2019 aktorka zagrała w komedii kryminalnej
Lorene Scafarii "
Ślicznotki".