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Après quelques apparitions dans des séries télévisées (Julie Lescaut, Une femme d'honneur, Nestor Burma), l'actrice marque les esprits dans le rôle de Pamela Rose dans Mais qui a tué Pamela Rose ?, film désormais culte d'Éric Lartigau. C'est à la télévision que Julie Bataille s'impose pendant 16 épisodes de Sauveur Giordano de 2001 à 2007, aux côtés de Pierre Arditi avec qui elle forme un duo de choc père/fille. Elle se fait rare sur grand écran, malgré un rôle fougueux aux côtés de Steve Buscemi dans le segment "Tuileries" de Paris, je t'aime (2006), des frères Coen, présenté en ouverture du Festival de Cannes dans la catégorie Un certain regard.