Poetka, eseistka, tłumaczka.
Urodziła się 14 sierpnia 1921 roku w Lublinie, gdzie spędziła dzieciństwo i rozpoczęła edukację w szkole podstawowej mieszczącej się przy archikatedrze. Naukę kontynuowała w Gimnazjum im. Unii Lubelskiej. W 1939 roku zdała maturę. W czasie II wojny światowej była łączniczką Armii Krajowej, działała także w kulturalnym podziemiu. Pierwsze lata okupacji poetka spędziła w rodzinnym mieście oraz w majątku Szczepańskich, we wsi Struży, udzielając lekcji córkom gospodarza. Później przebywała w Warszawie, gdzie na tajnym Uniwersytecie Warszawskim studiowała romanistykę i polonistykę. Po wojnie kontynuowała studia na Katolickim Uniwersytecie Lubelskim, a następnie na Uniwersytecie Warszawskim. W 1945 roku w Wyborze wierszy poetów lubelskich opublikowała kilka utworów. W tym czasie publikowała także na łamach „Twórczości” i „Kuźnicy”. W latach 1947–1950 przebywała na stypendium rządu francuskiego w Paryżu, gdzie studiowała literaturę francuską. W tym czasie pracowała też w Ambasadzie Polskiej w Paryżu.
Po powrocie do kraju zamieszkała w Warszawie. W 1954 roku poślubiła poetę i prozaika – Artura Międzyrzeckiego. Kontynuowała pracę literacką, publikując wiersze, przekłady z literatury francuskiej i recenzje na łamach „Nowej Kultury”, „Świata”, „Poezji”. W 1954 roku ukazał się jej debiut książkowy – zbiór reportaży Z niedalekich podróży. Pierwszy tom poetycki zatytułowany Pożegnania opublikowała dopiero w 1956 roku.
W 1970 roku wraz z mężem wyjechała do Stanów Zjednoczonych. Po powrocie do kraju pracowali razem. Wspólnie wydali Antologię poezji amerykańskiej, kilka książek dla dzieci, tom tłumaczeń wierszy i prozy Guillaume’a Apollinaire’a, a także Listy Rimbauda. Poza poezją wydała Dziennik amerykański z pobytu w Stanach, dzienniki podróży – Zawsze powroty oraz monografię Apollinaire’a i Gérarda de Nerval.
W latach 1945–1983 była członkiem Związku Literatów Polskich. Od 1956 należała też do polskiego Pen Clubu, Stowarzyszenia Pisarzy Polskich. Od 2008 była przewodniczącą jury Nagrody Mediów Publicznych Cogito w dziedzinie literatury pięknej.
Dorobek literacki Julii Hartwig obejmuje kilkanaście zbiorów poezji i prozy poetyckiej oraz monografie, eseje, tłumaczenia, książki dla dzieci. Jej zbiory poezji to m.in. tomy Pożegnania, wydane w 1956 roku, Czuwanie z roku 1978, Czułość z roku 1992. W kolejnych latach wydała tomy Zawsze od nowa, Nie ma odpowiedzi, Błyski, Bez pożegnania, Jasne niejasne, Zapisane i Spojrzenia. Jest także autorką tomów poematów prozą Mówiąc nie tylko do siebie, Pisane przy oknie, oraz książek dla dzieci Pierwsze przygody poziomki.
Była laureatką prestiżowej Nagrody im. Wisławy Szymborskiej i wyróżnienia „Dzieło życia” za całokształt w XII edycji Nagrody Norwida. Była też sześciokrotnie nominowana do Nagrody Literackiej Nike. W 2015 została odznaczona Złotym Medalem „Zasłużony Kulturze Gloria Artis”. W 2011 roku w uznaniu zasług dla niepodległości oraz przemian demokratycznych w Polsce, za zasługi dla kultury polskiej oraz osiągnięcia w pracy twórczej otrzymała Krzyż Wielki Orderu Odrodzenia Polski. W 2016 roku otrzymała Francuski Order Oficera Legii Honorowej.
Zmarła 13 lipca 2017 roku w Pensylwanii. Pogrzeb poetki odbył się 13 września 2017 roku w Warszawie. Została pochowana na Cmentarzu Powązkowskim.
Od 1958 roku członkini ZAiKS-u. Od 2013 roku członkini honorowa.