Julia Jones ble født den 23. januar 1981 i Boston i Massachusetts som datter til Frank Jones and Penny Wells. Hun har en lillebror som heter Cody. Hun har uttalt at moren hennes er av britisk avstamning, og at faren «er del av Choctaw, Chickosaw, og afroamerikansk». Hun vokste opp i Jamaica Plain-området i Boston, og besøkte ofte den første J.P. Licks-iskrembutikken, som var nær hjemmet hennes. Jones studerte ved Boston ballettskole fra en alder av fire år. Hun begynte å jobbe i reklamefilmer og lokalteater da hun var åtte år. Jones ble uteksaminert fra den historiske Boston latinskole, den eldste offentlige skolen i USA. Hun gikk deretter på Columbia University, hvor hun fullførte sin bachelorgrad i engelsk i 2005.