Юлия Лежнева родилась 5 декабря 1989 года в Южно-Сахалинске. Обучалась в Академическом музыкальном колледже при Московской консерватории, Международной академии вокального исполнительства в Кардиффе (Великобритания) у выдающегося тенора Денниса О'Нила, в Высшей школе музыки и драмы Гилдхолл в Лондоне у Ивонн Кенни. Совершенствовалась на мастер-классах Елены Образцовой, Альберто Дзедды, Ричарда Бонинга, Карло Рицци, Джона Фишера, Кири Те Канавы, Ребекки Эванс, Важи Чачавы, Терезы Берганцы, Томаса Квастхоффа и Чечилии Бартоли. В 16 лет дебютировала на сцене Большого зала Московской консерватории, исполнив партию сопрано в Реквиеме Моцарта. В 17 лет завоевала Гран-при Конкурса молодых оперных певцов Елены Образцовой, через год выступила на открытии Фестиваля Россини в Пезаро с прославленным тенором Хуаном Диего Флоресом и оркестром под управлением Альберто Дзедды.

В 2008 году была удостоена Молодежной премии «Триумф». В 2009-м одержала победу в Международном вокальном конкурсе имени Мирьям Хелин в Хельсинки, в 2010-м — в Международном конкурсе оперных певцов в Париже, став самой молодой участницей в истории обоих состязаний. Тогда же дебютировала в Зальцбурге на зимнем фестивале «Неделя Моцарта» с «Музыкантами Лувра» (Большая месса Моцарта) и на летнем фестивале с оркестром Моцартеума.

В 2010 году сенсационно дебютировала в лондонском Королевском Альберт-холле по приглашению Кири Те Канавы, в 2011 году — в Королевском театре в Брюсселе в новой постановке оперы Мейербера «Гугеноты» (за яркое выступление была удостоена награды «Молодая певица года» от журнала Opernwelt). В числе других сцен, на которых выступала Юлия Лежнева — Королевский Альберт-холл и Барбикан-центр в Лондоне, Театр Елисейских полей, залы Плейель и Гаво в Париже, амстердамский Консертгебау, венские Музикферайн, Концертхаус и Театр ан дер Вин, Берлинская государственная опера и дрезденская Земпер-опера, Королевский оперный театр в Брюсселе, Государственная опера в Гамбурге и Большой театр в Москве.

С 2011 года Лежнева — эксклюзивная артистка фирмы Decca, этим лейблом было выпущено ее три сольных диска. Летом 2019 года Юлия Лежнева выступила в Зальцбурге на Троицком фестивале в опере Порпоры «Полифем» и стала «артисткой в резиденции» фестиваля «Киссингенское лето» в Германии. В 2019 году дебютировала в Берлинской филармонии (Берлинский филармонический оркестр, дирижер Адам Фишер) и в Большом зале венского Музикферайна, где также выступила в феврале следующего года с Венецианским барочным оркестром. В 2020 году состоялись выступления Юлии Лежневой в Гамбургском оперном театре (партия Морганы в опере «Альцина» Генделя), на Байройтском барочном оперном фестивале (опера Н. Порпоры Carlo il Calvo в постановке Макса Ценчича), на Зальцбургском фестивале (дирижер Ж. Капуано), в Геркулес-зале (дирижер Херберт Бломстед) и др.

В 2021 году Юлия исполнила партию Поппеи в опере «Агриппина» в Гамбургском оперном театре, участвовала в открытии и закрытии Байройтского барочного оперного фестиваля в операх Carlo il Calvo и «Полифем» Н. Порпоры, выступала с концертами в Мадриде, Париже, Москве, Вроцлаве, Дубровнике и других.