Estudió piano, teoría de la música, canto y violoncelo. En la preparatoria, un amigo la invitó a tocar con el grupo Chantaje, el cual duró dos años; sin embargo Julieta siguió tocando de manera simultánea con Luis Güereña y Alex Zúñiga.
Desde adolescente
Comenzó a componer sus propias canciones con un estilo muy personal y aunque no se escuchen influencias muy marcadas en su música, a Julieta le gustaba escuchar a Suzanne Vega, David Bowie, Prince y Charly García. A punto de cumplir 22 años, se muda a la Ciudad de México en busca de nuevas oportunidades que le dieran mayor proyección. Aquí conoce a músicos como Jorge Fratta, Café Tacvba y otros más, quienes le ayudaron a mostrar su propuesta.
En 1995 formó una banda llamada Lula. Tiempo después forma el grupo La Milagrosa con Jorge Fratta y Rafael González. En 1996 firmaría con BMG, iniciando así la grabación de su primer disco como solista, bajo el nombre de Aquí, editado en 1997.
El material fue producido por Gustavo Santaolalla y Aníbal Kerpel. Colaboraron sus amigos y grandes músicos como Joselo y Quique Rangel (Café Tacvba), Rafael González (Botellita de Jerez), y Patricio Iglesias (Santa Sabina). Con este debut recibe el premio Nuestro Rock. Este mismo año participa en el álbum Tracción acústica de los Enanitos Verdes. Posteriormente participaría en la gira Calaveras y Diablitos con Los Fabulosos Cadillacs y Aterciopelados.
Paralelamente, participó con Enrique Bunbury tocando el acordeón. Este mismo año, Julieta comienza a trabajar en el cine, musicalizando películas. Durante todas estas actividades, la artista preparaba la grabación de su segundo disco, Bueninvento, en el que trabajó durante un año y salió al mercado en el año 2000.
Fue realizado en la ciudad de Los Ángeles y producido por Gustavo Santaolalla. Todas las letras y músicas son de Julieta Venegas, quien tuvo como invitados a reconocidos músicos como Toño Hernández (Control Machete) y Quique y Meme (Café Tacvba).
En 2001 colabora en tributo a Soda Stereo
En el álbum recopilatorio Sounds eclectic too, aparece su canción “Casa abandonada” (participaron también artistas como REM y Dido).
El disco Entre todas las mujeres, tributo a Joaquín Sabina interpretado por voces femeninas, Julieta colabora con “Corre, dijo la tortuga”.
Sí, su tercera producción (2003)
Con muchas críticas por el cambio del sonido en su música, por ser más suave, melódico y sin tanta profundidad, logra romper récord de ventas en las primeras semanas en que sale al mercado, algo totalmente nuevo para ella. Producido por Coti y Cachorro López, mezcla sonidos melódicos con ritmos country, funk, disco y una pizca de reggae.
Las letras no son tan complejas como en sus producciones anteriores. En 2006 sale a la venta Limón y sal, el cual contiene hits como “Me voy”, “Limón y sal” y “Eres para mí”; esta último, junto a Mala Rodríguez. En 2007, diez años después del lanzamiento de su material debut, Venegas edita sus grandes éxitos, con el título de Realmente lo mejor. El 6 de marzo de 2008 graba su Unplugged, compuesto por CD+DVD. En 2010 Julieta publica Otra cosa, que incluye 12 tracks.
El 19 de marzo de 2013 llega a las tiendas el álbum Los momentos, compuesto por once canciones nuevas y en el que colaboraron Natalia Lafourcade, la chilena Anita Tijoux y Rubén Albarrán (Café Tacvba). El primer corte de difusión es “Te vi”. El viernes 7 de junio presentó el disco oficialmente en Argentina, en un teatro Gran Rex completo, y recibió en el escenario a invitados de la talla de Illya Kuryaki and The Valderramas, que cantó “Eres para mí”, y Los Auténticos Decadentes, que interpretó “No me importa el dinero” y “Andar conmigo”.