Née à La Chaux-de-Fonds dans une famille de mélomanes, Julie Cavalli commence le violon à l’âge de six ans au Conservatoire de sa ville natale, puis se tourne vers le chant. Elle poursuit ses études à la Haute École de Musique de Genève dans la classe de Jeanne Roth, où elle obtient un Bachelor puis un Master d’interprétation. Elle se perfectionne notamment auprès de François Le Roux et Alain Garichot.
Elle se produit dans diverses productions lyriques, notamment au Festival d’Avenches et à l’Opéra de Lausanne, et interprète des rôles tels que Lucille (Les Fêtes vénitiennes), Polly Peachum (Die Dreigroschenoper), Partheonis (La Belle Hélène), Lucy (Le Téléphone) et Mrs Gobineau (The Medium). Elle participe également à des projets scéniques mêlant musique et théâtre, comme la création Encore une fois mise en scène par Robert Sandoz.
Depuis 2018, Julie Cavalli enseigne au sein d’Evaprod à La Chaux-de-Fonds, une institution reconnue pour son programme préprofessionnel en comédie musicale. Après deux mandats d’une année, elle a remporté le concours d’enseignante de comédie musicale du Conservatoire de Lausanne.