Ganwyd Julie yn Abertawe ond wrth dyfu i fyny treuliodd gyfnod helaeth mewn gwahanol rannau o’r byd gyda'i theulu. Treuliodd ei gyrfa gynnar yn Llundain cyn symud yn ôl i Abertawe. Mae Julie yn ymgyrchydd ymroddedig dros faterion gwyrdd, yn amgylcheddwr ac yn nofiwr a sgïwr brwd.

Cyn cael ei hethol yn Aelod o Senedd Gorllewin Abertawe, roedd Julie yn gyfreithiwr amgylcheddol a chyfansoddiadol blaenllaw. Cyn hyn, bu'n brif weithredwr cynorthwyol yng Nghyngor Abertawe. Treuliodd y rhan fwyaf o'i gyrfa gyfreithiol mewn llywodraeth leol.

Ers cael ei hethol, mae Julie wedi bod yn aelod o’r Pwyllgor Materion Cyfansoddiadol a Deddfwriaethol, y Pwyllgor Menter a Busnes a'r Pwyllgor Amgylchedd a Chynaliadwyedd. Cyhoeddodd Julie yr Adroddiad 'Dylanwadu ar Foderneiddio Polisi Caffael yr UE' fel Cadeirydd Grŵp Gorchwyl a Gorffen Caffael y Pwyllgor Menter a Busnes. Bu Julie hefyd yn Gadeirydd Grŵp Gorchwyl a Gorffen Polisi Pysgodfeydd Cyffredin y Pwyllgor Amgylchedd a Chynaliadwyedd.

Penodwyd Julie James yn Ddirprwy Weinidog Sgiliau a Thechnoleg ym mis Medi 2014. Ym mis Mai 2016 penodwyd Julie yn Weinidog Sgiliau a Gwyddoniaeth. Penodwyd Julie yn Arweinydd y Tŷ a'r Prif Chwip ar 3 Tachwedd 2017. Cafodd ei phenodi'n Ddirprwy Weinidog dros Iechyd a Gwasanaethau Cymdeithasol ar 13 Rhagfyr 2018.