Родилась 17 марта 1925 г. в Москве.
В 1947 г. окончила Театральное училище им. Б. В. Щукина (ныне - Театральный институт им. Бориса Щукина при Государственном академическом театре им. Евгения Вахтангова).
С 1947 г. по н. в. - актриса Государственного академического театра им. Евгения Вахтангова. Одни из первых ролей - Геро в "Много шума из ничего" по пьесе Уильяма Шекспира и Эпонина в "Отверженных" по роману Виктора Гюго. В 1955 г. большой успех Юлии Борисовой принесла роль купеческой дочери Анисьи в спектакле "На золотом дне" по пьесе Дмитрия Мамина-Сибиряка. Особое место в творческой биографии актрисы занимает образ Настасьи Филипповны (спектакль "Идиот" по произведению Федора Достоевского). В 1958 г. актриса сыграла эту роль в спектакле на сцене Вахтанговского театра и в экранизации Ивана Пырьева.
В 1963 г. режиссер Рубен Симонов восстановил знаменитый спектакль "Принцесса Турандот" по сказке Карло Гоцци, впервые сыгранный на сцене Театра им. Вахтангова (тогда - Третьей студии Московского художественного театра) еще в 1922 г. В этой постановке, ставшей символом Вахтанговского театра, Юлия Борисова исполняла роль Турандот на протяжении нескольких десятилетий.
Кроме этого, в театральной карьере Юлии Борисовой более 60 ролей. В их числе: Эпифания в "Миллионерше" по произведению Бернарда Шоу, Валька в "Иркутской истории" по пьесе Алексея Арбузова, Гелена в "Варшавской мелодии" по произведению Леонида Зорина, Стелла Патрик Кэмпбелл в "Милом лжеце" по пьесе Джерома Килти, Клеопатра в "Антонии и Клеопатре" по трагедии Уильяма Шекспира, Кручинина в "Без вины виноватых" по пьесе Александра Островского.
По многим спектаклям с участием Юлии Борисовой были созданы телефильмы. В художественном кино, помимо Настасьи Филипповны в "Идиоте" Иван Пырьева, она сыграла Елену Кольцову в фильме "Посол Советского Союза" (1969, режиссер Георгий Натансон). В этой картине прообразом главной героини послужила Александра Коллонтай, знаменитый советский дипломат и государственный деятель.
Юлия Борисова была депутатом Верховного совета РСФСР, входила в состав президиума Дома актера им. А. А. Яблочкиной.
Член Союза кинематографистов РФ.
Герой Социалистического Труда (1985).
Народная артистка СССР (1969).
Юлия Борисова награждена орденами Трудового Красного Знамени (1960), Ленина (1971, 1985), Октябрьской революции (1975), "За заслуги перед Отечеством" II, III и IV степеней (2019, 1995, 2010).
Лауреат Государственной премии РСФСР им. К. С. Станиславского за 1966 г., Государственной премии РФ в области литературы и искусства за 1994 г.
Обладательница театральных премий "Хрустальная Турандот" (1991) и "Золотая маска" (1996), театральной премии им. К. С. Станиславского (2006), российской национальной актерской премии им. Андрея Миронова "Фигаро" (2016), общественной премии Юрия Любимова (2018).
Юлия Борисова была замужем за директором-распорядителем Вахтанговского театра Исаем Спектором (1916-1974). Сын - Александр Борисов (род. 1950).