Julia Dietze, geboren am 9. Januar 1981 in Marseille, Frankreich, als Tochter einer Französin und des deutschen Künstlers Mathias Dietze, aufgewachsen in München, absolvierte eine Bühnentänzerausbildung an der Münchner Iwanson-Schule und studierte anschließend Schauspiel an der Bayerischen Theaterakademie August Everding.

Ihre erste Kinorolle hatte sie bereits 2002 in Almut Gettos preisgekröntem "Fickende Fische", gefolgt unter anderem von Christian Wagners hoch gelobtem Fernsehspiel "Ghettokids" (2003) und kleineren Nebenrollen in Gregor Schnitzlers Komödie "Soloalbum" (2003) und Achim von Borries' Drama "Was nützt die Liebe in Gedanken" (2004).
Ihre erste Hauptrolle spielte Dietze in der Romanze "Mädchen Nr. 1" (2003): An der Seite von Max von Thun gab sie darin eine hübsche Nachhilfelehrerin, die von einem ihrer Schüler angehimmelt wird. Es folgten tragende Nebenrollen in der Tom-Gerhardt-Komödie "Pura vida Ibiza" (2004) und "Erkan & Stefan in Der Tod kommt krass" (2005) sowie der TV-Serie "Das geheime Leben der Spielerfrauen" (2005), aber auch in anspruchsvolleren Werken wie Johannes Brunners Ensemble-Drama "Oktoberfest" (2005) mit Barbara Rudnik und Peter Lohmeyer.

In den Jahren danach wirkte Dietze in erster Linie in Fernsehproduktionen mit. Sie spielte in mehreren Folgen der Erfolgsserie "Forsthaus Falkenau" (2006) und hatte Hauptrollen unter anderem in der Amelie-Fried-Verfilmung "Liebes Leid und Lust", der Romanze "Lilly Schönauer – Umweg ins Glück" (2007) und der Komödie "Schöne Aussicht" (2007), an der Seite von Anica Dobra und Heio von Stetten. 2008 sah man sie dann in einer Hauptrolle des Low-Budget-Krimis "Warum Du schöne Augen hast". Im gleichen Jahr beeindruckte sie in "Lauf um Dein Leben - Vom Junkie zum Ironman" als heroinsüchtige junge Frau, die auf tragische Weise ums Leben kommt; in Leander Haußmanns "Robert Zimmermann wundert sich über die Liebe" gab sie die Exfreundin des von Tom Schilling dargestellten Titelhelden. Einen bleibenden Eindruck hinterließ Dietze auch in einer Nebenrolle von Miriam Dehnes Drama "Little Paris", als seelisch gebrochene Breakdancerin, die als Stripperin ihr Geld verdienen muss.

In krassem Kontrast dazu besetzte Til Schweiger sie in der weiblichen Titelrolle seiner Ritterfilm-Parodie "1½ Ritter – Auf der Suche nach der hinreißenden Herzelinde". Außerdem war sie in der amerikanischen Produktion Lucky Fritz ("Lucky Fritz", 2009) zu sehen, in der sie neben Corey Feldman eine Hauptrolle spielte.

Nach weiteren TV-Rollen, unter anderem in den Serien "SOKO Wismar" (2010) und "Rosa Roth" (2011), gehörte Dietze zum Ensemble von Rainer Matsutanis Horrorthriller "205 – Zimmer der Angst" über mörderische Geschehnisse in einem Studentenwohnheim.

Im Jahr darauf feierte im Rahmen der Berlinale "Iron Sky" des finnischen Regisseurs Timo Vuorensola Premiere: In der bewusst trashigen Science Fiction-Komödie gab Dietze eine Nazioffizierin, die von einem geheimen Stützpunkt auf dem Mond zurück zur Erde geschickt wird, um die Chancen für eine Ufo-Invasion der Nazis zu prüfen. Der Film startete im Frühjahr 2012 in den deutschen Kinos.