Julie Bowen nasceu em Baltimore, Maryland, e é a filha do meio de Suzanne e John Luetkemeyer Jr., um incorporador imobiliário. Sua educação inicial foi na Calvert School, em Baltimore, e na Garrison Forest School, em Maryland. Ela mudou-se para a St. George's School, em Rhode Island, e depois frequentou a Brown University, formando-se com bacharelado em estudos da Renascença.
Durante a faculdade, Bowen atuou em produções teatrais como "Guys and Dolls" e "Stage Door". Após a formatura, ela se mudou para Nova York e estudou no lendário Actors Studio. O sucesso seguiu com uma série de papéis na TV, e em 1996 ela apareceu como o interesse amoroso em Happy Gilmore (1996). Outros papéis coadjuvantes no cinema se seguiram. No entanto, era na televisão que ela se destinava a causar maior impacto, com fortes reviravoltas em ER (1994), Ed (2000) e Boston Legal (2004), entre outros. A partir de 2009, ela estrelou como Claire Dunphy na série de sucesso Modern Family (2009), pela qual ela ganhou os prêmios Emmy e Screen Actors Guild.
Julie foi casada anteriormente com Scott Phillips, um investidor imobiliário, e eles têm três filhos: Oliver e os gêmeos Gus e John.