Hough grandit aux côtés de quatre frères et soeurs, dans une famille de mormons à Sandy, Utah, non loin de Salt Lake City. Elle a trois soeurs (Sharee, Marabeth, et Katherine) et un frère (Derek Hough, également danseur professionnel. Tous bénéficient d'une influence artistique puisque les quatre grands-parents de la famille sont danseurs et que leur parents se sont rencontrés dans des équipes de danse au collège, dans l'Idaho.
Son apprentissage se fit au Center Stage Performing Arts Studio de Orem, où elle dansa avec Josh Murillo, entre autres, dans la classe de danses latines ; elle commence les compétitions à l'âge de neuf ans. Ces parents l'envoient ensuite avec son frère Derek à Londres pendant un an pour suivre les cours de Corky et Shirley Ballas, et pour les épargner des différends du divorce. La famille Ballas deviennent alors de véritables tuteurs et les éduquent aux côtés de leur propre enfant Mark. Ils suivent leur scolarité à la Italia Conti Academy. Ils y reçoivent notamment des cours de chant, de théâtre, de gymnastique ainsi que d'autres formes de danse dont le jazz, le ballet et les claquettes,. Les trois enfants forment leur propre groupe de musique pop ; 2B1G ("2 Boys, 1 Girl") se présentant à des compétitions de danse en Angleterre et aux États-Unis. À l'âge de quinze ans, Julianne Hough devient la plus jeune danseuse et la seule américaine à remporter le Junior World Latin Champion et l'International Latin Youth Champion au Blackpool Dance Festival. Après cinq ans à Londres, Hough retourne aux États-Unis vivre avec sa mère pendant un an avant d'intégrer la Las Vegas Academy puis d'être diplômée de Alta High School. Elle déménage ensuite à Los Angeles pour débutter sa carrière professionnelle.
L'une de ces première expérience sera celle d'assistante chorégraphe pour le clip vidéo de la chanteuse
Gwen Stefani "Wind It Up". Elle participera à deux publicités et dans un épisode de la série Cold Case : Affaires classées.
Elle participe ensuite à l'émission Dancing with the Stars lors de la saison 4, aux côtés du médaillé olympique Apolo Anton Ohno. Elle remporte avec lui la compétition devenant la danseuse professionnelle la plus jeune à remporter ce programme. Elle retente l'aventure pendant la saison 5, aux côtés du champion Hélio Castroneves et remporte à nouveau le concours en novembre 2007. Pour la saison 6, elle accompagne le comédien et présentateur Adam Carolla, mais se fait éliminer à la fin de la quatrième semaine. En juillet 2008, Hough est nommée aux Primetime Emmy Awards dans la catégorie "Outstanding Choreography" pour son Mambo "Para Los Rumberos" (exécuté avec Hélio Castroneves) dans l'émission Dancing with the Stars.
En 2008, elle démarre la 7ème saison avec comme nouveau partenaire l'acteur de la série Hannah Montana, Cody Linley. Malheureusement, un accident lui fera arrêter la compétition en octobre 2008.
Elle retentera la saison 8 de DWTS aux côté de son petit ami, le chanteur country Chuck Wicks. Ils seront éliminés au bout de la huitième émission.
Parallèlement à sa carrière de danseuse, Hough débute sa carrière de chanteuse en sortant son premier single "Will You Dance With Me" en mai 2007 dont l'argent fut reversé à la Croix-Rouge américaine. La chanson fut classé #100 au Billboard Pop 100. Elle signa ensuite chez Universal Music Group Nashville.
Son premier album homonyme fut enregistré à Nashville et fut produit par David Malloy, qui est connu pour avoir travaillé avec
Reba McEntire, Eddie Rabbitt, parmi d'autres. L'album débuta à la première place du Top Country Albums le 31 mai 2007 et à la troisième place du Billboard 200. Son second single et le premier à être diffusé en radio fut "That Song in My Head".
Hough rejoignit la tournée 2008 de Brad Paisley, avec Jewel et Chuck Wicks. Elle réalisa un EP spécial chant de Noël appelé Sounds of the Season: The Julianne Hough Holiday Collection. Hough chanta son single "My Hallelujah Song" lors de l'émission Dancing With the Stars du 18 novembre 2008, avec son frère, Derek Hough, Mark Ballas et Lacey Schwimmer.
Le 5 avril 2009, Hough fut élue "Révélation féminine de l'année" au Academy of Country Music Awards alors qu'elle était nommée aux côtés de LeAnn Rimes,
Jessica Simpson, et Kellie Pickler.