Julia Weitbrecht hat Skandinavistik, Ältere deutsche Literatur und Sprache sowie Religionswissenschaft an der HU und FU Berlin studiert. Die Promotion erfolgte 2009 an der HU Berlin, danach Tätigkeit am Berliner Sonderforschungsbereich „Transformationen der Antike“, der Universität Göttingen und der FU Berlin.
2014–2020 war Weitbrecht Juniorprofessorin für deutsche Literatur des späten Mittelalters und der Frühen Neuzeit an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Seit 2022 ist sie als Professorin für deutsche Literatur des frühen und hohen Mittelalters im europäischen Kontext an der Universität zu Köln tätig.