Su verdadero nombre es Julie Ann Smith.
Es la mayor de tres hermanos, hija de Peter Smith, juez militar y coronel de la Armada, y de Ann, psiquiatra y trabajadora social de ascendencia escocesa.
Debido al trabajo del padre, Julianne llegó a vivir en más de treinta lugares distintos entre Estados Unidos, Europa y Latinoamérica.
Estudió interpretación en la Universidad de Boston y en 1983 se trasladó a Nueva York con la intención de convertirse en actriz. Estuvo trabajando como camarera hasta que empezó en la serie televisiva “As the world turns", por cuyo papel obtuvo un Emmy.
Debutó en el cine en la película de terror “Slaughterhouse 2” (1988), a la que siguieron títulos como “El gato infernal” (1990), “La mano que mece la cuna” (1992) o “El fugitivo” (1993), con la que alcanzó popularidad.
Su papel en "Vidas cruzadas" (1993), de Robert Alman, le reportó muy buenas críticas y empezó a recibir papeles protagonistas en films como “Nueve meses” (1995), “El mundo perdido: Jurassic Park” (1997) o “Safe” (1995).
La actriz ha estado varias veces nominada al Oscar, en “Boggie nights” (1997) y “Las horas” (2002), en categoría de mejor actriz secundaria, y en “El fin del romance” (1999) y “Lejos del cielo” (2002) por su trabajo protagonista.
Julianne se ha casado tres veces. Su primer matrimonio fue con Sundar Chakravarthy, entre 1983 y 1985. Un año después se casó con Jonh Gould Rubin, pero en 1995 se divorciaron.
En el rodaje de “Volviendo a casa” (1997) conoció a su actual marido, el director, guionista y productor Bart Freundling, con quien se casó en 2003. Son padres de dos hijos, un niño y una niña.
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