Actualmente interpreta a Laura Peterson en la serie The Morning Show de Apple TV+.

Margulies nació en Spring Valley (Nueva York), es la más joven de tres hermanas.

Su padre es un creativo publicitario y su madre una antigua bailarina del American Ballet Theatre.

Aunque sus padres son judíos, la madre de Margulies se convirtió al catolicismo y crio a Julianna en la fe católica.

Tras la universidad, Julianna estudió durante un tiempo con James Price en el Acting Studio de Nueva York.

Su primer papel en el cine fue como prostituta en la película de Steven Seagal Out for Justice.

En 2004, fue artista invitada en dos episodios de la cuarta temporada del éxito televisivo, Scrubs.

[3]​ En el 2014, Marguelies ganó su tercer Emmy, batiendo nuevamente su propio récord, debido a su actuación en "The last call" (episodio 16 de la temporada 5, este capítulo sirve como despedida del personaje Will Gardner, interpretado por Josh Charles).