Дебютным фильмом стала картина под названием «Удовлетворение», вышедшая в 1988 году. Это была небольшая роль с минимальным количеством реплик, однако именно она положила начало развитию кинокарьеры Джулии. Второй фильм «Мистическая пицца» и ее роль официантки, влюбленной в музыканта, была весьма серьезной и одной из ключевых в картине. Но после съемок трагикомедии «Стальные магнолии», где Робертс досталась роль невесты, страдающей от диабета, ее номинировали на «Оскар» и «Золотой глобус».
Однако бешеную популярность принесла комедия «Красотка», где Джулия играет проститутку, которую нанял для сопровождения на различные мероприятия герой Ричарда Гира. Фильм окупился в 33 раза и принес актрисе вторую номинацию на «Оскар» и «Золотой глобус». После выхода фильма на Джулию обрушился шквал предложений от режиссеров. В этом же году вышла драма «Коматозники», в которой группа молодых, но амбициозных студентов-медиков погружают себя в кому ради открытий в науке.
В следующем фильме «В постели с врагом» актриса предстала в образе молодой женщине, которая сбегает от мужа-агрессора. В сказке от Стивена Спилберга «Питер Пэн» Джулия сыграла фею Дин-Динь.
Далее все выходящие друг за другом фильмы, становятся настоящими хитами, только добавляя популярность актрисе: «Мэри Райли», «Мачеха», «Свадьба лучшего друга», Теория заговора», «Ноттинг Хилл».
Долгожданную статуэтку «Оскар» за лучшую женскую роль принесла драма «Эрин Брокович» (2000), где Джулия сыграла многодетную мать-одиночку, которая не побоялась бросить вызов компании, которая на протяжении многих лет травила жителей небольшого городка. После выхода фильма имя Эрин Брокович стало нарицательным и характеризовало пробивную, целеустремленную и отважную женщину. 
Не обошлись без участия Джулии Робертс в картинах «Одиннадцать друзей Оушена» и «Двенадцать друзей Оушена».
Баснословный гонорар по меркам Голливуда, принес фильм «Улыбка Моны Лизы» в 25 миллионов долларов. Следующая работа актрисы стала не менее интересной «Ешь, молись, люби», экранизированная по роману Элизабет Гилберт. Как вспоминает актриса: «Самым приятным моментом была сцена в Риме, где я заказываю своим друзьям ланч, – невероятно приятно было сидеть и просто смотреть на всех этих людей, которые из кожи вон лезут, чтобы фильм получился хорошим. В Индии меня впечатлила одна деревня в провинции Раджастан. Там женщины носят яркую одежду и сложные витые украшения. Они такие элегантные и сногсшибательные в своих нарядах. Место, которое мне больше всего понравилось на Бали? Да на Бали все места хороши! А ещё, кстати, я до сих пор вспоминаю, как ела по вечерам свежие манго. Это было так здорово!»
В 2017 году вышла драма для семейного просмотра «Чудо», в которой Робертс сыграла мать мальчика, родившегося без лица. В 2022 году совместно с Шоном Пенном она снялась в политическом триллере «Газлайт и в этом же году на широкий экран вышла романтическая комедия «Билет в рай».

В настоящее время актриса продолжает сниматься, в 2023 году вышел триллер с участием звезды «Оставь мир позади».

У красотки Джулии Робертс было много романов, среди которых были Лиам Нисом, Мэтью Пэрри, Ричард Гир.
Однако актриса первый раз вышла замуж за музыканта Лайла Ловетта, но пара, ввиду плотного графика обоих, была всегда в разъездах и спустя два года они развелись.
Вторым избранником, с кем Джулия пошла под венец стал оператор Дэниел Модер, с которым они познакомились на съемках фильма «Мексиканец». В браке родились близнецы: мальчик Финнеас Уолтер и девочка Хэйзел Патриша. А в 2007 году появился на свет Генри Дэниел.