Julie Walters est née dans la ville de Smethwick, dans les Midlands de l'Ouest, en Angleterre, d'une mère irlandaise et catholique. Plus tard, elle étudia l'anglais et l'art dramatique à Manchester. Elle débuta notamment dans des scènes de théâtre comme L'Éducation de Rita. Son premier rôle sérieux à la télévision fut dans Boys from the Blackstuff en 1980.

Elle devient, en premier lieu, principalement connue pour être l'occasionnelle partenaire de la comédienne Victoria Wood, qu'elle a rencontré à Manchester. Leurs séries, Wood and Walters, apparaissent sur la télévision en 1982 ; elles continuèrent à jouer ensemble les années suivantes.

Le 2 décembre 1999, elle est nommée officier de l'Ordre de l'Empire britannique et en 2001, elle gagna un Laurence Olivier Awards grâce à sa performance dans All My Sons d'Arthur Miller. Julie Walters joue aussi Molly Weasley dans les films Harry Potter et la professeur de danse de Billy Elliot.

En 2008, Julie Walters rejoint Meryl Streep et Christine Baranski, reformant le trio des "Dynamos" dans la comédie musicale Mamma Mia ! aux sons du célèbre groupe ABBA.

Elle épouse un étudiant en sociologie appelé Grant Roffey, de huit ans de moins qu'elle. Ils se marièrent en 1997, époque durant laquelle ils surmontèrent l'épreuve de leur fille Maisie (née vers 1988), qui souffrait d'une leucémie lymphatique depuis l'âge de 3 ans, ayant enduré 3 ans de chimiothérapie.