Актриса Юлия Пересильд родилась 5 сентября 1984 года в Пскове. Эстонская фамилия ей досталась от предков по отцу, родители которого в 40-е годы были депортированы из Эстонии в РСФСР.
После школы Пересильд поступила на факультет филологии Псковского педагогического института, но бросила, отучившись год, и поехала в Москву исполнять свою детскую мечту стать актрисой. Она успешно прошла конкурс в ГИТИС и в 2006 году получила диплом.
Пересильд участвовала в постановках Театра наций, «Школы современной пьесы» и Театра на Малой Бронной. В кино актриса дебютировала, еще будучи студенткой – снялась в вышедшем в 2003 году сериале «Участок». В ее фильмографии больше 60 ролей в кино и сериалах («Пять невест», «Битва за Севастополь», «Людмила Гурченко», «Доктор Рихтер», «Зулейха открывает глаза», «Черновик»).
Пересильд знаменита тем, что стала первой актрисой в истории, принявшей участие в съемках художественного фильма в космосе. В 2021 она вместе с режиссером Климом Шипенко была отправлена на МКС. В течение 12 дней они снимали на станции эпизоды картины «Вызов», которая должна выйти весной 2023 года.
Юлию Пересильд много лет связывали романтические отношения с режиссером Алексеем Учителем. От него актриса родила двух дочерей Анну в 2009-м и Марию в 2013-м. Обе девочки носят фамилию матери. Пересильд и Учитель не афишировали свои отношения и не были женаты. В интервью 2021 года актриса заявила, что они с Учителем уже «достаточное количество лет не вместе».