Юлия родилась в 1992 году в Грозном. Затем по понятным причинам ее семья была вынуждена перебраться в Волгодонск, а затем в Таганрог. Сначала ее тренировал отец. А когда уже стал понятен потенциал юной пловчихи, ее тренером стала Ирина Вятчанина. Под ее руководством Юлия выиграла 3 золотые медали на чемпионате Европы в 2007 году – на дистанциях 50, 100 и 200 метров брассом.
На следующий год она становится абсолютной чемпионкой Европы и в этом же чемпионате берет золото в заплыве на 50 м. Олимпийские игры 2008 года принесли Юлии четвертое место на дистанции 100 метров и пятое – на 200 метрах. Несмотря на скромный олимпийский результат Всероссийская федерация плавания признала Юлию Ефимову лучшей пловчихой России. В 2011 году ради тренировок у американского специалиста Дэвида Сало Юлия переезжает в США. На чемпионате мира 2013 года в Барселоне она выиграла золото на дистанции 200 метров.