Julianne Moore è nata il 3 dicembre 1960, figlia di Anne, assistente sociale, e Peter Moore Smith, paracadutista, colonnello e in seguito giudice militare. Sua madre si trasferì negli Stati Uniti nel 1951, da Greenock, in Scozia. Suo padre, di Burlington, New Jersey, ha origini tedesche, irlandesi, gallesi, tedesco-ebraiche e inglesi.