Originaire du sud de la France, Juliette Arnaud monte à Paris et entame une formation au Cours Florent. Elle y rencontre Corinne Puget et Christine Anglio qui deviennent très vite de grandes amies et de fidèles collaboratrices. Sa carrière commence au théâtre où elle adapte et joue dans "Le Petit Chaperon Rouge" d’après le célèbre conte de Charles Perrault, avant qu'elle ne décide d'écrire, faute de trouver des rôles intéressants, une pièce sur mesure avec ses amies Corinne et Christine, intitulée "Arrête de pleurer Pénélope". Le succès est au rendez-vous, et après plusieurs années à jouer la pièce dans la France entière, le trio en écrit une suite ("Arrête de pleurer Pénélope 2").

En parallèle des tournées, les débuts au cinéma de Juliette Arnaud se font avec son compagnon de l’époque, Michaël Youn. Elle écrit pour lui La Beuze (2003) dans lequel elle tient un petit rôle, et on peut aussi l’apercevoir dans le déjanté Les 11 commandements (2004). Dans un autre registre, la comédienne obtient des seconds rôles dans deux films de Claude Berri (L'Un reste, l'autre part en 2005 et Ensemble, c'est tout en 2007), ainsi que dans De l'autre côté du lit (2009), Divorces (id.) et la série télévisée Drôle de famille (id.). Son premier grand rôle au cinéma se fait en 2008, aux côtés de ses complices Corinne Puget et Christine Anglio dans Tu peux garder un secret ? d'Alexandre Arcady, auquel elle participe également à l'écriture du scénario.

En 2012, on la retrouve devant et derrière la caméra du film Arrête de pleurer Pénélope - la suite des aventures théâtrales de Pénélope, Chloé et Léonie - qu’elle a, évidemment, écrit avec Corinne Puget et Christine Anglio.