Julien Guiomar étudie la comédie et participe à l'aventure du TNP avec Jean Vilar. Il se produit alors au Festival d'Avigon en 1959 dans les pièces Le Songe d'une nuit d'été de William Shakespeare et Mère Courage de Bertolt Brecht. Poursuivant sa carrière sur les planches et pour le petit écran (Le Capitaine Fracasse de François Chatel, La Case de l'Oncle Tom de Jean-Christophe Averty, la série Méditerranée), Julien Guiomar se fait surtout connaître du grand public par ses compositions hautes en couleur au cinéma. Colonel de la junte militaire dans Z (1969), politicien véreux dans Adieu poulet (1975), PDG de la chaîne de restauration rapide Tricatel dans L'Aile ou la cuisse (1976), éminence grise dans Mort d'un pourri (1977)… il se fait une spécialité des personnages antipathiques forts en gueule et aux allures fourbes.

Fidèle de Belmondo (Le Voleur, Borsalino, Les Mariés de l'an II, L'Incorrigible…) ou de Claude Zidi (L'Animal, La Zizanie…), il devient rapidement une figure incontournable du cinéma populaire français. Son physique imposant et ses airs autoritaires lui valent également de jouer des rôles de commissaire (Inspecteur la bavure, Les Ripoux, Dernier été à Tanger) ou de militaire (le colonel Vincent dans Papy fait de la résistance), ce qui ne l’empêche pas pour autant de tourner sous la direction de Téchiné (Souvenirs d'en France, 1975) ou de Sautet (Mado, 1976). Après avoir traversé la décennie 90 avec beaucoup de discrétion, il s’était fait remarquer ces dernières années par de courtes apparitions dans J'ai faim !!! (2001) de Florence Quentin et Clandestino (2003) de Paule Muxel.