Née dans le 18ème arrondissement de Paris d'une mère couturière et d'un père informaticien, Julie de Bona s'inscrit, après l'obtention de son baccalauréat, en faculté de biochimie. Elle abandonne toutefois rapidement ce cursus pour s'adonner à sa passion : le théâtre. Elle intègre alors le conservatoire d'art dramatique de Montpellier et le Studio Pygmalion de Montrouge. Une fois sa formation achevée, elle enchaîne les castings, tout en multipliant les prestations sur scène.
Julie de Bona trouve son premier rôle à la télévision en 2002 dans trois épisodes de la série La Vie devant nous, centrée sur un groupe de lycéens s'apprêtant à passer leur bac. En 2005, sa carrière prend un tournant important lorsqu'elle est choisie pour jouer la religieuse Sœur Florence dans Soeur Thérèse.com. Cette série policière originale créée par Michel Blanc lui permet de se faire davantage connaître grâce à ce personnage récurrent (qu'elle incarne jusqu'à 2007).
Les années suivantes, l'actrice devient progressivement un visage incontournable du petit écran français. On la voit ainsi prendre part, par le biais de rôles de plus en plus importants, aux séries Talons aiguilles et bottes de paille, La Smala s'en mêle, Ma pire angoisse, Le Secret d'Elise, Innocente, Une famille formidable, Le Bazar de la charité et Peur sur le lac (où elle reprend son personnage de policière/enquêtrice qu'elle avait précédemment joué dans Le Tueur du lac).
Côté téléfilms, Julie de Bona s'illustre dans la comédie, comme avec Au bas de l'échelle (2010), Gérald K Gérald (id.), L'Amour en jeu (2011) ou Coup de Foudre à Noël (2017). Elle fait également preuve d'un intérêt certain pour des longs métrages parlant de sujets de société sérieux : elle campe une femme apprenant que sa fille n'est pas la sienne (Ils ont échangé mon enfant, 2018) et une mère faisant face, avec son mari Ary Abittan, à la trisomie 21 de son enfant (Apprendre à t'aimer, 2020).
Parallèlement au théâtre et au petit écran, Julie de Bona est présente sur la toile. L'actrice apparaît ainsi dans les comédies Je déteste les enfants des autres !, Cyprien, Camping 2, Beur sur la ville et Made in China. Dans ce dernier, elle incarne le personnage féminin principal, celui de la femme de Frédéric Chau. Cet engouement pour les films légers ne l'empêche pas de jouer dans les drames Indigènes, Né quelque part et Maintenant ou jamais.
Laurent Schenck