Dilahirkan dari keluarga pelakon dan pemain piano, Julia Elizabeth Wells mulai menceburi dunia hiburan ketika Perang Dunia II untuk menghibur para tentera bersama dengan artis cilik lainnya, Petula Clark. Pada 1947, beliau muncul di West End, London.

Julie Andrews pernah memohon menjadi pelakon utama dalam My Fair Lady, namun peranan tersebut diberikan kepada Audrey Hepburn. Sebagai gantinya, Julie Andrews dapat peranan sebagai Mary Poppins dalam filem berjudul Dick van Dyke pada tahun yang sama. Penampilannya mendapatkan Anugerah Akademi untuk kategori Pelakon Wanita Terbaik. Dalam Anugerah Grammy 1965, beliau dan bintang lainnya dalam Mary Poppins dianugerahi penghargaan "Album Terbaik untuk Kanak-kanak".

The Sound of Music (1965) juga melonjakkan namanya dan membuatnya dicalonkan untuk Anugerah Akademi kembali untuk peranannya sebagai Maria von Trapp. Antara tahun 1960-an hingga 1970-an, Julie Andrews menikmati kemuncak kejayaan kerjayanya namun pada 1980-an hingga 1990-an, kerjayanya agak menurun.

Pada tahun 2000, Julie dianugerahi gelaran Dame oleh kerajaan Inggeris sehingga namanya adalah Dame Julie Andrews. Pada 2001, kerjayanya kembali melonjak setelah membintangi The Princess Diaries dan The Princess Diaries 2: Royal Engagement (2004). Beliau juga berlakon dalam dua filem Eloise at The Plaza. Beliau juga cepat pulih setelah pembedahan kerongkong.