Юлия Пересильд родилась 5 сентября 1984 года в городе Псков. В 2006 году окончила актерское отделение режиссерского факультета Российской академии театрального искусства (РАТИ-ГИТИС) (актерская мастерская О. Л. Кудряшова).
С 2007 года как приглашенная актриса участвует в спектаклях Государственного театра наций. Сотрудничает с Московским театром «Школа современной пьесы», Московским драматическим театром на Малой Бронной, а также с Театральной компанией Евгения Миронова.
Дебютом Юлии Пересильд в кино стала роль Наташи Кублаковой в телесериале «Участок» (2003) режиссера Александра Баранова. Первая большая работа в кинематографе — роль Оли Родяшиной в фильме «Невеста» (2006) режиссера Эльера Ишмухамедова. Однако, настоящим прорывом в кинобиографии актрисы стала одна из главных ролей (Софья) в драме режиссера Алексея Учителя «Край» (2010).
В фильмографии актрисы около сорока кинокартин, среди которых «Предел желаний» (2007), «Паутина» (2007), «Пленный» (2008), «Похищение» (2008), «Подсадной» (2010), «Карусель» (2010), «Пять невест» (2011), «Зимнее танго» (2011), «Санта Лючия» (2012), «В тумане» (2012), «Weekend» (2013), «Палач» (2014), «Битва за Севастополь» (2015), «Людмила Гурченко» (2015) и многие другие.
15 марта 2013 года актрисе Юлии Пересильд присуждена Премия Президента Российской Федерации для молодых деятелей культуры 2012 года «за вклад в развитие отечественного театрального и киноискусства».
Юлия Пересильд является членом Попечительского совета негосударственного благотворительного фонда «Галчонок», оказывающего помощь детям с органическими поражениями центральной нервной системы.