Julia Elizabeth Wells nasceu em 1º de outubro de 1935, na Inglaterra. Sua mãe, Barbara Ward (Morris), e seu padrasto, ambos artistas de vaudeville, descobriram sua estranha, mas inegavelmente adorável voz de quatro oitavas e imediatamente conseguiram uma carreira de cantora. Ela se apresentou em salas de música ao longo de sua infância e adolescência e, aos 20 anos, lançou sua carreira nos palcos em uma produção do London Palladium de "Cinderela".
Andrew chegou à Broadway em 1954 com "The Boy Friend", e se tornou uma verdadeira estrela dois anos depois, em 1956, no papel de Eliza Doolittle no sucesso sem precedentes "My Fair Lady". Seu status de estrela continuou em 1957, quando ela estrelou a produção de TV de Cinderela (1957) e até 1960, quando interpretou "Guenevere" em "Camelot".
Em 1963, Walt Disney perguntou a Andrews se ela gostaria de estrelar sua próxima produção, uma luxuosa fantasia musical que combinava ação ao vivo e animação. Ela concordou com a condição de não conseguir o papel de Doolittle na produção cinematográfica pendente de My Fair Lady (1964). Depois que Audrey Hepburn foi escalada para My Fair Lady, Andrews fez uma estreia auspiciosa no cinema em Mary Poppins (1964), de Walt Disney, que lhe rendeu um Oscar de Melhor Atriz.
Andrews continuou a trabalhar na Broadway, até o lançamento de The Sound of Music (1965), o filme de maior bilheteria de sua época e uma das maiores bilheterias de todos os tempos. Ela logo descobriu que o público a identificava apenas com babás e governantas cantando, açucaradas e relutantes em aceitá-la em papéis dramáticos em The Americanization of Emily (1964) e no thriller de Alfred Hitchcock Torn Curtain (1966). Além disso, as exibições de bilheteria dos musicais que Julie fez posteriormente refletiam cada vez mais os efeitos negativos do boom do cinema musical que ela ajudou a criar. Thoroughly Modern Millie (1967) foi por um tempo o filme de maior sucesso que a Universal havia lançado, mas ainda não conseguiu competir com Mary Poppins ou The Sound of Music pela aclamação e reconhecimento mundial. Estrela! (1968) e Darling Lili (1970) também bombaram nas bilheterias.
Felizmente, Andrews não deixou que isso a deprimisse. Ela trabalhou em boates e apresentou uma série de variedades de TV na década de 1970. Em 1979, Andrews voltou para a tela grande, aparecendo em filmes dirigidos por seu marido Blake Edwards, com papéis totalmente diferentes de tudo o que ela já havia visto antes. Andrews estrelou 10 (1979), S.O.B. (1981) e Victor/Victoria (1982), que lhe rendeu uma indicação ao Oscar de Melhor Atriz em um papel principal.
Ela continuou atuando ao longo dos anos 1980 e 1990 em filmes e TV, apresentando vários especiais e estrelando uma comédia de curta duração. Em 2001, ela estrelou The Princess Diaries (2001), ao lado da então recém-chegada Anne Hathaway. O filme da família foi um dos filmes G-Rated de maior sucesso daquele ano, e Andrews reprisou seu papel como Rainha Clarisse Renaldi em The Princess Diaries 2: Royal Engagement (2004). Nos últimos anos, Andrews apareceu em Tooth Fairy (2010), bem como uma série de papéis de voz em Shrek 2 (2004), Shrek o Terceiro (2007), Enchanted (2007), Shrek Forever After (2010) e Meu Malvado Favorito. (2010).
