Nació en Milán, Italia en 1990; es hija de padre norteamericano y madre italiana, por lo que pasó los primeros años de su vida con su abuelo y a los seis se mudó a Nueva York, en donde tuvo múltiples trabajos, desde ser empleada de una pastelería hasta asesora de ventas en una tienda de zapatos y también como dominatriz, durante 6 meses.
Después decidió trabajar en la industria de la moda y diseño, lanzando una línea de prendas titulada Francisca Fox.
Otro de sus empleos fue trabajar como modelo para la revista Playboy, en 2015.
También se considera una fanática de la pintura y la fotografía, tanto así que ha publicado dos libros sobre fotografía, titulados Symptomatic of a Relationship Gone Sour: Heartburn/Nausea y el otro llamado PTSD.
En 2017 montó una exposición titulada R.I.P. Julia Fox con trabajos de seda pintados con su propia sangre.
Por ser amante de las artes y la estética llegó a la actuación en 2018, al aparecer dentro del cortometraje The Great American Mud Wrestle, y ese mismo año comenzó su participación en la cinta que la llevó a la mirada universal, Uncut Gems, con los hermanos Safdie.
La actriz tenía una amistad de antaño con los directores, sobre todo con Josh Safdie. Aunque, la película fue ignorada en los Óscares, se posicionó como una de las favoritas de los críticos en 2019 y llevó a la fama a Fox.
Gracias a su papel fue nominada al Breakthrough Actor Award en los Premios Gotham 2019.
En ese largometraje compartió créditos con Adam Sandler, quien sorprendió a muchos por su distinta actuación; en ella, Sandler da vida a un vendedor de joyas y Fox a su amante y empleada.
Aunque Fox no ha aparecido en ninguna otra película o serie, se quedó en la mirada de todos por su inesperado talento y su inminente belleza. Recientemente, también incursionó como cineasta, al dirigir el corto Fantasy Girls.
En cuanto a su vida personal se encuentra casada con Peter Artemiev, un piloto privado; con él tuvo a su hijo Valentino. Antes de que su bebé naciera, Fox publicó en sus redes sociales una serie de fotografías desnuda mostrando su embarazo, lo que causó polémica entre el público conservador.
En Instagram cuenta con 577 k seguidores con los que comparte muchas fotos sexys, portadas de revistas, momentos familiares y sesiones de moda.