Народилася 5 листопада 1979, Горлівка.
1996—2002 — навчалась в Медичному універститеті ім. Богомольця.
2002—2006 — працювала в Інституті серцево-судинної хірургії ім. Амосова.
З 2003 року — працює в Науково-практичному центрі дитячої кардіології та кардіохірургії МОЗУ, дитячий кардіохірург.
З 2007 року — завідувач відділення Рентгеноангіографії і ендоваскулярної хірургії в Центрі дитячої кардіохірургії.
Після початку російсько-української війни на Донбасі займалась волонтерством у Євромайдан SOS. 2018 телеканал Україна зняв про Юлію короткий фільм: «Гордість країни: місія врятувати життя».
У 2018 Кузьменко Юлію було включену у список 100 найвпливовіших жінок України (за версію журналу «Фокус»).
12 грудня 2019 Юлію було заарештовано з Яною Дугарь та Андрієм Антоненком за підозрою у вбивстві українського журналіста Павла Шеремета, що сталося 20 липня 2016 року. Юлія Кузьменко з Андрієм Антоненком, як стверджує слідство, можуть бути ідентифіковані як ті особи, які задокументовані на відеозаписах камер CCTV на місці подій в ніч перед убивством, і на думку слідства, вони займалися встановленням вибухового пристрою під місцем водія у автомобілі Олени Притули.
24 грудня 2019 року Київський апеляційний суд розглянув апеляцію захисту і залишив під вартою Кузьменко.
6 березня Кузьменко відмовилась від проходження перевірки на поліграфі через недовіру до державних експертів.
1 квітня 2020 року суд продовжив Кузьменко утримання під вартою до 30 травня.
28 квітня Юлії було продовжено арешт до 30 травня. 26 травня арешт було повторно продовжено на два місяці.
10 червня Київський апеляційний суд вирішив продовжити тримання Юлії під вартою до 24 липня. У липні, коли минуло понад 200 днів перебування підозрюваних під вартою, у Кузьменко почалися проблеми зі здоров'ям, зокрема, у неї з'явилися збої ритму серця та проблеми із тиском. 16 липня Юлії було продовжено арешт щонайменше до 13 вересня.
11 серпня Юлію Кузьменко випустили з-під варти під цілодобовий домашній арешт.
27 серпня 2020 року з Кузьменко було знято електронний браслет для стеження.
15.02.2021