Julieta Serrano nació en Barcelona, 21 de enero de 1933, creciendo en el barrio obrero de Poble Sec. Estudió dibujo y lo practicó durante su adolescencia. Su vocación teatral era intensa, aunque difícil de realizar en aquella época. Trabajó en distintos grupos amateurs, hizo teatro infantil y participó en los llamados Teatro de Cámara y Ensayo. En el año 1957 hizo una larga gira por España bajo la dirección de José Luis Alonso.
Su primer estreno en Madrid, bajo la dirección de Miguel Narros fue con «La rosa tatuada» de Tennessee Williams. Es a partir de ese estreno que se entrega a su trabajo de actriz, dedicándose al teatro, luego al cine y la televisión.
Entre otras películas, ha trabajado en «La última isla» de Dácil Pérez de Guzmán, «Mi querida señorita» de Jaime de Armiñán, «Un poco de chocolate» de Aitzol Aramaio, «Cuando vuelvas a mi lado» de Gracia Querejeta, «Átame» de Pedro Almodóvar, «Mujeres al borde de un ataque de nervios» de Pedro Almodóvar, «Matador» de Pedro Almodóvar, «Entre tinieblas» de Pedro Almodóvar, «La prima Angélica» de Carlos Saura, «Soldados» de Alfonso Ungría, «El hombre oculto» de Alfonso Ungría, o «Vera» de Josefina Molina.
En televisión ha aparecido en «Algo que celebrar» (Antena 3), «Los misterios de Laura» (TVE), «Herederos» (TVE), «¿Y a mí quién me cuida?» (TV Movie. Autonómicas.) dirigida por Ángeles González Sinde, «Hospital central» (Tele 5), «El comisario» (Telecinco), «Electroshock» (TV movie), «Los 80 tal como éramos» (Telecinco), «Ana y los siete» (TVE), «Todos los hombres sois iguales» (Telecinco), «Temps de silenci» (TV3), «Quico el progre» (TV3), «Turno de oficio» (TVE), «No sé bailar» (TVE) dirigida por Juan Tebar, «La hija de los lobos», dirigida por P. Monier, «Las chicas de hoy en día» (TVE), de Fernando Colomo, «Gatos en el tejado» de Joaquín Oristrell (TVE), dirigida por Alfonso Ungría, «Las bostonianas» de H. James, dirigida por Mercedes Vilarej, «Cervantes» (TVE) dirigida pofr Alfonso Ungría, «Daisy Miller» de H. James (TVE), dirigida por José Antonio Páramo, «La marquesa D’O», (TVE) dirigida por Josefina Molina, «La gaviota de A. Chejov» (TVE), dirigida por J.A.Páramo, o «Casa de muñecas» de Ibsen (TVE), dirigida por Josefina Molina.
En teatro ha interpretado entre otras, con el rol de protagonista, las siguientes obras: «Éramos tres hermanas (Variaciones sobre Chéjov)», adaptación de J. Sanchís Sinisterra y dirección de Carles Alfaro. (Teatro La Abadía), «El malentendido», de Albert Camus, dirigida por Eduardo Vasco (CDN), «Electra», dirigida porJosé Carlos Plaza. (Festival de Mérida), «La sonrisa etrusca», dirigida por José Carlos Plaza, «Medea» (Teatro Romano de Merida 2009), dirigida por Tomas Pandur, «Las cuñadas», versión de Itziar Pascual, dirigida por Natalia Menéndez (Teatro Español), «Así es… si así os parece», de Luigi Pirandello, dirigida por Miguel Narros, «Divinas palabras», de Valle Inclán, dirigida por Gerardo Vera (CDN), «Como en las mejores familias», dirigida por Manel Dueso, 
«Muelle Oeste», de B. M. Koltes, dirigida por Sergi Belbel, «Estiu», de E. Bond, dirigida por Manel Dueso, «Todos eran mis hijos», de Arthur Miller, dirigida por F. Madico, «La casa de Bernarda Alba» de García Lorca, dirigida por Calixto Bieito, «Interview de Mrs. Muerta Smith por sus fantasmas», de A. Gómez Arcos, dirigida por Carme Portacelli, «Cuatro donen i el sol», de J. Cerda, dirigida por R. Simó, «Orquídeas a la luz de la luna», de C. Fuentes, dirigida por María Ruiz, «La señora de Sade», de Mishima, dirigida por J. Mesalles, «Coriolano» de W. Shakespeare, dirigida por T. Robertson, «Antígona entre muros» de M. Elizondo, dirigida por María Ruiz, «Los abrazos del pulpo», de Vivente Molina Foix, dirigida por María Ruiz, «La gata sobre el tejado de zinc» de T. Williams, dirigida por C. Gandolfo, «María Rosa» de Guimera, dirigida por J. Strasberg, «Un hombre es un hombre», de B. Brecht, dirigida por F. Solter, «Motín de brujas», de J. M. Benet i Jornet, dirigida por Josefina Molina,
«Veraneantes» de M. Gorki, dirigida por Carlos Gandolfo, «La casa de Bernarda Alba», de García Lorca, dirigida por Angel Facio, «La resistible ascensión de Arturo Ui», de B. Brecht, dirigida por P.Fitzi, «Las criadas», de Jean Genet, dirigida por Víctor García, «Las mocedades del Cid», de G. de Castro, dirigida por Miguel Narros, «El rey Lear», de William Shakespeare, dirigida por Miguel Narros, «Los melindres de Melisa», de Lope de Vega, dirigida por Ricardo Lucia, «La dama del alba», de Alejandro Casona, «Los verdes campos del Edén», de Antonio Gala, dirigida por J. L. Alonso, «Un mes en el campo» de I. Turgueniev, dirigida por J. L. Alonso, «La casa de Bernarda Alba», de García Lorca, dirigida por J. A. Bardem, «Delito en la isla de las cabras», de H. Betti, dirigida por J. L. Alonso, «La loca de Chaillot» de Giradoux, dirigida por José Luis Alonso, «Un tranvía llamado deseo» de T. Williams, dirigida por A. Glez. Vergel, «El caballero de Olmedo», de Lope de Vega, dirigida por Miguel Narros, y «Antígona», de J. Anhouil, dirigida por Miguel Narros. Julieta Serrano también creó su propia compañía teatral realizando los siguientes montajes: «Viaje de un largo día hacia la noche», de Eugene O’Neill con dirección de J. Strassberg, «Espectros» de H. Visen, con dirección de J. Strassberg, y «La profesión de la señora Warren», de Bernard Shaw, con dirección de Calixto Bieito.
Entre los muchos premios recibidos por Julieta Serrano destacan: Premio Gaudí a toda una vida 2014. (Academia del Cinema Catalán); Premio Unión de Actores 2013. Premio toda una vida; Premio Ercilla 2012; Premio Sant Jordi 2012 a toda la carrera; Dos premios Sant Jordi; Fotogramas de plata (Televisión); Fotogramas de plata (Teatro); Dos nominaciones a los Premios Goya; Dos Medallas de oro de Valladolid; Premio Max («La casa de Bernarda Alba»); Premio Margarita Xirgu; Premio María Guerrero (Villa de Madrid); Premio Max («Divinas palabras»); la Medalla al Mérito Artístico (Ayto. Barcelona) y en 2015 la Biznaga del Paraíso del Festival de Cine Español de Málaga. En 2018, mientras rodaba «Dolor y gloria» a las órdenes de Pedro Almodóvar, le fue concedido el Premio Nacional de Teatro.
