Giulia Pezzi nasce da Francesco Pezzi, noto giornalista veneziano trapiantato a Milano, e da Giuseppa Yvon. Nonostante sia nata fuori dal matrimonio, viene riconosciuta dal padre. Durante l’infanzia e l’adolescenza è in rapporto di famigliarità con letterati e musicisti, tra cui Vincenzo Monti, Gaetano Donizzetti e Vincenzo Bellini. Morto il padre nel 1831, a partire dal 1834 e fino al 1839 collabora alla redazione del Glissons, n’appuyons pas - Giornale Critico-Letterario, d’Arti, Teatro e Varietà, diretto dal fratello unilaterale Jacopo Pezzi, sia lavorando nella “cucina” del periodico, sia pubblicando novelle e bozzetti.

Nello stesso anno inizia a frequentare il salotto dell’amica d’infanzia Chiara Maffei (nata Carrara Spinelli), dove ha l’opportunità di conoscere il pittore Francesco Hayez, Honoré Balzac e Franz Liszt, durante le loro visite a Milano.
Da una relazione con il pianista tedesco Hermann Cohen, allievo prediletto di Liszt, nel 1842 ha una figlia, Noemi. Nello stesso anno pubblica con l’editore Lampato due novelle raccolte nel medesimo volume dal titolo Gli artisti: sentimenti ed impressioni e nel 1843 dà alle stampe il romanzo Egberto edito da Guglielmini.

Utilizzando una trama di amori contrastati e di passioni non ricambiate giocato su tre coppie che si creano e che si disfano, Giulia mette in evidenza le varie forme di violenza maschile esercitata sulle donne da parte di padri, fratelli e mariti, come forma di generale oppressione patriarcale. Su otto figure maschili presenti nell’opera ben cinque esercitano una forma di violenza psicologica, economica o fisica: sono di estrazione nobile, borghese e popolare, senza distinzioni, mostrando la trasversalità della violenza di genere nei vari strati sociali. In Egberto e ne Gli Artisti emergono due figure femminili, due donne emancipate, che dopo un percorso personale di violenza subita, di sofferenza, di lavoro, approdano ad una nuova consapevolezza e fiducia di sé. Questo permette loro di relazionarsi con gli altri in un modo positivo basato sulla parità e il rispetto reciproco, mentre i personaggi maschili presentano tutti caratteristiche o di violenza o di superficialità e ignavia.

A partire dalla metà degli anni Quaranta, Giulia si avvicina progressivamente a posizioni politiche democratiche e repubblicane, anche grazie all’amicizia con Carlo Tenca e Carlo Cattaneo, frequentatori del salotto Maffei. Nel 1847 pubblica un romanzo in francese Une fleur d’Israel con l’editore Guglielmini e nel 1848 un mese dopo le Cinque Giornate di Milano pubblica il dramma teatrale Carlo Sand con la casa editrice Borroni e Scotti.

Nell’aprile del 1848 incontra per la prima volta Giuseppe Mazzini a Milano. L’incontro rappresenta uno spartiacque nella sua vita e le sue conseguenze segneranno indelebilmente i successivi trenta anni della sua esistenza.

A partire dagli anni Cinquanta milita nei gruppi cospirativi mazziniani e apre alle riunioni degli attivisti la sua casa di Via Amedei a Milano, che diventa la centrale di smistamento delle cartelle del prestito patriottico democratico clandestino per finanziare le attività di lotta contro gli austriaci. Dopo l’Unità di Italia scrive su diverse riviste mazziniane, come L’Unità Italiana e Il Dovere. Nel 1871 Mazzini propone a Giulia Pezzi e a Anna Maria Mozzoni di collaborare a La Roma del Popolo. Su quest’ultimo settimanale Giulia pubblica nel 1871 il lungo saggio Dell’educazione della donna che inizia con chiarezza espositiva:
«una delle questioni che ora vediamo spuntare nell’orizzonte sociale della vecchia Europa, suscitata e sostenuta con istento dalla buona volontà di pochi a fronte dell’opposizione sistematica di molti o poveri di spirito o interessati a mantenere le cose quali stanno, è quella che tratta dell’emancipazione della donna».

Qui emerge il suo impegno sul fronte delle rivendicazioni femminili per quanto riguarda l’ampliamento dell’istruzione per le donne, le critiche alla patria potestà in materia di matrimoni imposti o combinati e all’autorizzazione maritale in campo economico, il contrasto all’esaurirsi del ruolo femminile nell’ambito del solo matrimonio, l’estensione delle possibilità lavorative extradomestiche.

Nel 1872 crea la prima Scuola Mazzini a Milano, cicli di incontri pubblici a cadenza settimanale su temi repubblicani, per cui collabora anche con Giorgina Craufurd Saffi a Forli e con Sara Levi Nathan a Roma. Nel 1873 viene invitata a Torino ad inaugurare il primo ciclo della locale scuola Mazzini e successivamente ripete l’esperienza a Pavia.

Negli ultimi anni scrive un romanzo Il Nido delle rondini, che uscirà postumo. Dopo tante battaglie e attivismo politico, Giulia lascia un’opera di narrativa in cui ricorrono i temi a lei più cari: dal dolore dell’esilio e la nostalgia per la patria, alla lotta per l’indipendenza italiana, dalla dolcezza del paesaggio del lago di Lugano, alla figura della protagonista, donna autonoma e indipendente.

Muore a Milano il 31 gennaio del 1878, assistita dalla amica Chiara Maffei e dalla figlia Noemi.
Su di lei usciranno dei lunghi necrologi celebrativi su Il Secolo di Milano, sul quindicinale La Donna di Gualberta Alaide Beccari e su Solidarité, il bollettino dell’ Associazione per la difesa dei diritti delle donne diretto a Ginevra da Marie Goegg.