Fille du compositeur Georges-Maurice-René Jullien et de Madeleine Gretillat, elle entre à l’École des Beaux-Arts de Paris en 1919, présentée par les peintres Louis-François Biloul et Jules Adler.. En 1923, ellle est la première femme à obtenir le second Grand Prix de Rome. L'année d'après elle voyage en Indochine et en Chine grâce à une bourse de l'État. Elle se lie alors avec Paul Jouve .Renée Jullien s'installe à Aix-en-Provence en 1940, les paysages qu'elle découvre deviennent une source d'inspiration. Elle ouvre un atelier de scultpure à l'école des Beaux-Arts à la demande de Marcel Arnaud. Renée Jullien fut une artiste complète, partageant son travail entre peinture, sculpture et gravure. Elle écrit pour la revue "Le Feu" ainsi que trois ouvrages sur l'Asie, dont "Yu-Non-Fou" et la "Ville des nuages", ouvrage de bibliophilie publié en 1937, qu'elle illustre de ses propres dessins.
Sociétaire du Salon National des Beaux-Arts et de la Société de la France d'Outremer, Renée Jullien obtient en 1952 le prix du Maroc et en 1954 le prix de l'Afrique Equatoriale. Elle voyage alors pendant 8 mois en Afrique centrale, au Gabon, elle est reçue par le Docteur Schweitzer.
L'oeuvre de Renée Jullien s'inscrit dans la tradition des peintres voyageurs du XXe siècle, c'est un véritable voyage initiatique, de la Chine de 1924 à la Venise des années 70, des paysages aixois aux accents cézanniens jusq'aux villages d'Espagne, d'Afrique et de Grèce.