Elle a tourné entre autres sous la direction de Louis Malle, Robert Altman, Steven Spielberg, Ridley Scott, Gus Van Sant, Neil Jordan, Alfonso Cuaron, Todd Haynes et Paul Thomas Anderson.
Julianne Moore manifesta une inclination particulière pour les grands auteurs européens. Elle a joué dans des adaptations d'Anton Tchekov, Oscar Wilde, Samuel Beckett et Graham Greene.
Elle fut nommée un grand nombre de fois par l'Académie des Oscars (dans la catégorie meilleure actrice), notamment dans La Fin d'une liaison de Neil Jordan en 1999 et
Loin du paradis de Todd Haynes en 2002, mais n'a encore jamais reçu la statuette.
Julie Anne Smith est née d'un père militaire, le juge militaire et colonel Peter Moore Smith, et d'Anne, psychiatre qui émigra de Dunoon en Écosse. Elle a une soeur plus jeune, Valérie, et un frère né en 1965, Peter Moore Smith III. Déménageant sans cesse de base militaire en base militaire, elle vécut dans près de 23 résidences entre les États-Unis et l'Allemagne. En 1979, elle passe ses premiers diplômes en Allemagne à l'American High School de Francfort-sur-le-Main. Elle reçoit plus tard son diplôme universitaire de l'école des Arts et des Lettres de l'université de Boston .
Après un très bref passage à Hollywood en 1982, elle apparaît dans une minuscule série B, Timerider : The Adventure of Lyle Swann de William Dear, elle quitte la côte californienne rapidement. Julie Anne Smith s'installe à New York en 1983 et travaille comme serveuse avant de décrocher les rôles de Frannie et Sabrina Hugues dans le soap opera : As the World Turns. Elle gagnera pour ses interprétations le Daytime Emmy Award. Elle travaille dans la série de 1985 à 1988. Pour s'inscrire à la Screen Actors Guild, elle dut changer de nom. Comme il existait déjà une actrice du nom de Julie Smith, elle choisit le prénom de Julianne. Cependant il existait aussi une actrice s'appelant Julianne Smith ! Elle prit donc le deuxième prénom de son père - Moore - et devint donc : Julianne Moore.
À la fin des années 1980, elle fait une première apparition marquante au cinéma dans Darkside, les contes de la nuit noire (sympathique série B ) puis revient dans un rôle de femme d'affaires impitoyable dans La Main sur le berceau de Curtis Hanson. Elle enchaîne les petits rôles dans une succession de films commerciaux. Elle reste néanmoins mémorable dans les deux seules scènes où elle apparaît dans le film
Le Fugitif d'Andrew Davis en 1993. On la retrouve dans une comédie romantique : Benny & Joon avec Johnny Depp. C'est à cette époque qu'elle tourne l'un de ses pires films avec
Body, nanar érotique mettant également en scène Madonna.
Elle obtient, enfin, la faveur des critiques internationales avec le chef-d'oeuvre de Robert Altman : Short Cuts en 1993. Malgré les multiples vedettes de ce film choral, son rôle de jeune femme WASP exprimant, à travers une scène de nu stupéfiante, sa part de désillusion sur l'existence, marquera le public et les critiques. Elle est engagée par Louis Malle pour son dernier film (une adaptation d'Anton Tchekhov) dans le méconnu Vanya, 42e rue en 1994. Elle alterne rapidement les grosses productions hollywoodiennes (
Assassins de Richard Donner, Neuf mois aussi de
Chris Colombus et Le Monde perdu : Jurassic Park de Steven Spielberg en 1997) et les films indépendants. En 1998, elle s'autoparodie en femme fatale dans un film devenu culte depuis, The Big Lebowski, de Joel et Ethan Coen.
Durant cette période elle tourne, loin de Hollywood, un petit film indépendant :
Safe de Todd Haynes. Elle y incarne une femme au foyer WASP atteinte d'une maladie incurable. Le film est élu par le Village Voice « meilleur film de l'année 1995 ». À 35 ans, c'est la première fois qu'elle tient la vedette dans un long métrage. Elle tournera deux autres films sous la direction de Todd Haynes :
Loin du paradis en 2002 et I'm Not There retraçant la vie de Bob Dylan. Dans ce troisième film, Julianne Moore interprète une chanteuse folk inspirée de Joan Baez.
ulianne Moore se glissera dans la peau de Sarah Palin pour l'adaptation de " Game Change ", un livre qui relate les élections présidentielles de 2008 aux Etats-Unis.
À la fin des années 1990 et au début des années 2000, elle est régulièrement nommée comme meilleure actrice (La Fin d'une liaison de Neil Jordan et
Magnolia de Paul Thomas Anderson, en 1999).
Plus tard, deux autres nominations suivront avec ses rôles de femme au foyer WASP dans
Loin du paradis (classé parmi les 1000 plus grands films américains selon le New York Times et élu par le Village Voice « film de l'année 2002 ») et The Hours la même année. Pourtant, elle n'a pas encore remporté d'Oscar à ce jour.
Les films commerciaux de la période ne la valorisent pas et s'inscrivent malheureusement dans la mauvaise part de sa filmographie. Elle tourne, pour l'argent, dans des productions de faible qualité : Mémoire effacée de Joseph Ruben ou le peu inspiré
Next de Lee Tamahori en 2007. Même lorsqu'elle reprend le rôle de Clarice Starling (précédemment incarnée par Jodie Foster) dans
Hannibal de Ridley Scott en 2000 les critiques n'apprécient guère...
Ses derniers films sont généralement assez mal reçus. The Prize Winner of Defiance, Ohio de Jane Anderson et La Couleur du crime (Freedomland) de Joe Roth sont (semble-t-il) trop mauvais pour être distribués en France. Selon Imdb, l'actrice frôla de peu une nomination aux Razzie Awards pour son interprétation catastrophique dans cette dernière production.
On trouve tout de même, en 2006, une grande réussite cinématographique avec Les Fils de l'Homme d'Alfonso Cuaron. Malgré une participation réduite (trois scènes seulement) Julianne Moore parvient à incarner idéalement le passé brisé du héros du film.
En mars 2006 (à 45 ans), elle fait ses débuts à Broadway dans la pièce de David Hare : The Vertical Hour. Mise en scène par Sam Mendes, la pièce dépeint une femme mûre et meurtrie qui, après avoir soutenu l'intervention américaine en Irak, se rend compte de la tragédie et le désastre humain que la situation a engendrés.
Elle retrouve un rôle de patricienne névrosée dans Savage Grace de Tom Kalin en 2007. Le film raconte la vie et la mort atroce de Barbara Daly Baekeland. Ses névroses, sa dépression et surtout, sa relation incestueuse avec son fils Antony, ...
Julianne Moore eut deux maris. John Gould Rubin (1986-1995) et le réalisateur Bart Freundlich (1996-). Il tourneront plusieurs fois ensemble. Le couple a deux enfants : un fils, Caleb Freundlich (4 décembre 1997) et une fille Liv Helen Freundlich (7 avril 2002). Dans Trust The Man en 2006, elle a tourné sous la direction de son mari et aux côtés de son propre fils.
Elle fut une militante véhémente contre la politique de George W. Bush et soutiendra ouvertement la candidature de John Kerry en 2004.
Le 11 décembre 2005, elle présente avec Salma Hayek la soirée annuelle de remise du Prix Nobel de la paix à Oslo en Norvège.
Depuis 2002, elle utilise régulièrement sa notoriété (spots TV...) afin de venir en aide aux enfants victimes de la sclérose tubéreuse de Bourneville.
Dans un entretien au magazine Parade fin 2007, Julianne Moore aurait parlé de son désir de commencer une nouvelle carrière : « Depuis mon adolescence, j'ai toujours adoré écrire. Je désire me lancer dans une carrière littéraire, c'est un souhait qui me tient vraiment à coeur. Écrire est une activité que l'on peut faire par soi-même, sans aucune intervention extérieure, au contraire du métier d'actrice qui ne peut se faire que dans le cadre d'une collaboration. »
En octobre 2007, elle écrit un premier livre pour enfant, Freckleface Strawberry, l'histoire d'une petite fille rousse qui tente de combattre les préjugés des autres enfants face à sa couleur de cheveux (et de peau) si particulière.
Malgré de telles déclarations, l'actrice a signé en 2008 pour quatre grosses productions : Blindness, Boone's Lick, Hateship, Friendship and Courtship et The Private Lives of Pippa Lee, longs métrages prévus d'ici 2009.