Родилась 5 сентября 1984 года в городе Пскове. Отец писал иконы, а мать работала в детском саду. Эстонская фамилия Пересильд происходит по линии отца, её эстонские бабушка и дедушка были депортированы в 1940-е годы из Эстонии в РСФСР. Когда Пересильд было 11 лет, её отец погиб. Воспитывалась отчимом. С третьего класса принимала участие в школьной художественной самодеятельности, пела, играла в школьных спектаклях. В возрасте одиннадцати лет участвовала в конкурсе юных талантов «Утренняя звезда». В 2001 году окончила среднюю школу № 24 города Пскова. После школы поступила на факультет русской филологии Псковского государственного педагогического института, но, проучившись всего один год, поехала в Москву. В 2006 году окончила актёрское отделение режиссёрского факультета Российской академии театрального искусства (РАТИ-ГИТИС) (актёрская мастерская О. Л. Кудряшова). С 2007 года как приглашённая актриса стала участвовать в спектаклях Государственного театра наций. Сотрудничает с Московским театром «Школа современной пьесы», Московским драматическим театром на Малой Бронной, а также с Театральной компанией Евгения Миронова. Дебютом Юлии Пересильд в кино стала роль Наташи Кублаковой в телесериале «Участок» (2003) режиссёра Александра Баранова. Первая большая работа в кинематографе — роль Оли Родяшиной в фильме «Невеста» (2006) режиссёра Эльёра Ишмухамедова. Прорывом в кинобиографии стала одна из главных ролей (Софья) в драме режиссёра Алексея Учителя «Край» (2010). В фильмографии актрисы фильмы «Предел желаний» (2007), «Паутина» (2007), «Пленный» (2008), «Похищение» (2008), «Подсадной» (2010), «Карусель» (2010), «Пять невест» (2011), «Зимнее танго» (2011), «Санта Лючия» (2012), «В тумане» (2012), «Weekend» (2013), «Палач» (2014), «Битва за Севастополь» (2015), «Людмила Гурченко» (2015) и многие другие.

«Юлия Пересильд — обладательница яркого актёрского дарования, достойная продолжательница традиций русского психологического театра. Её искусство исполнено душевности и сердечной открытости, трудолюбие соединено с чувством ответственности перед искусством и зрителями.» В мае 2021 года кандидатура Юлии Пересильд была одобрена госкорпорацией «Роскосмос» для участия в космическом полёте на Международную космическую станцию (МКС), с целью съёмок художественного фильма «Вызов».

В конце мая 2021 года актриса и кинорежиссёр Клим Шипенко приступили к тренировкам: испытания на центрифуге, вибростенде, ознакомительно-тренировочные полёты на самолёте в условиях невесомости, парашютная подготовка. 5 октября 2021 года в 11:55 по московскому времени режиссёр и актриса на корабле «Союз МС-19» (командир корабля — лётчик-космонавт Антон Шкаплеров) стартовали с космодрома Байконур и в 15:22 пристыковались к МКС. В космосе участники полёта провели почти 12 дней, возвращение с МКС на Землю было осуществлено 17 октября 2021 года на спускаемой капсуле корабля «Союз МС-18» (командир корабля — лётчик-космонавт Олег Новицкий). Полёт двух человек обошёлся в 100 млн долларов США, на момент осуществления это более 7 млрд рублей, которые были покрыты из бюджета Российской Федерации. В апреле 2023 года Гильдия актёров кино России предложила присвоить Юлии Пересильд звание Героя Российской Федерации; на эту идею негативно отреагировала профессиональный космонавт Елена Серова, заявив, что присвоение звания «обесценит подвиг настоящих космонавтов». Сама же Пересильд заявила, что ни на какие звания не претендует. Секрет успеха Юлии Пересильд: влиятельный муж, амбиции или помощь родителей Юлия Пересильд на сегодняшний день является яркой звездой которую часто путают со Светланой Ходченковой. Единственная актриса, побывавшая в космосе, получает не менее космические гонорары и является востребованной в кинематографе.

Именно Алексей Учитель и стал ее проводником в мир кинематографа. Он не раз признавался, что считал Пересильд своей музой, с которой его связывали не только рабочие отношения. Он был старше звезды на 33 года, но это не помешало им стать счастливой парой.

Вскоре Алексей ушел от своей супруги и у них с Юлией появилось 2 дочери. Они не стремились официально оформлять отношения и в 2021 году стало известно, что Юлия подобрала себе нового возлюбленного. В 2018 году она получила почетное звание Заслуженной актрисы РФ и помимо успехов в кино является еще и примой театра.

С Днём рождения!!!