Народилася 24 березня 1985 року в Донецьку.
Закінчила Донецький національний університет ім.В.Стуса, магістр біології.
У 2007 році Юлія Овчинникова була обрана стипендіатом програми Завтра.UA. У 2009—2010 навчальному році була стипендіатом Президента України.
З 2010 року спільно зі стипендіатами Донецька створила Координаційну Раду стипендіатів Фонду Віктора Пінчука Донецької області.
У 2011 році стала засновником та очолила Донецьку обласну громадську організацію «Молодіжна ініціатива міст». Брала участь у молодіжних проектах Європейського Союзу (Youth in Action, Erasmus+) у Великій Британії, Німеччині, Польщі, Азербайджані. Була також обрана координаторкою робочої групи з міждисциплінарності Європейської Ради аспірантів та молодих учених у Брюсселі (Бельгія). З 2013 року керує програмою «Волонтерський Рух Донеччини».
Крім викладацької діяльності на кафедри зоології та екології Донецького національного університету імені Василя Стуса Юлія Овчинникова в рамках програми Erasmus+ Staff Mobility for Teaching також викладає на природничому факультеті Університету Вітовта Великого у Каунасі (Литва). Має диплом Open Science Ambassador (2019).
У 2015—2017 та 2019 роках була офіційним делегатом від України в Європейській раді аспірантів та молодих учених. Крім того, обрана до Ради молодих учених при Міністерстві освіти і науки України. Працює керівницею робочої групи.
Нині виконує обов'язки декана біологічного факультету Донецького національного університету імені Василя Стуса у Вінниці. Обрана секретаркою Ради молодих учених при Міністерстві освіти і науки України.
У 2019 році була обрана народною депутаткою 9 скликання від партії “Слуга народу” номером 84 у списку як безпартійна. Членкиня однойменної фракції. Членкиня Комітету з питань екологічної політики та природокористування.
12 грудня 2019 року стала співголовою Міжфракційного об'єднання «Гуманна країна», створеного за ініціативи UAnimals для популяризації гуманістичних цінностей та захисту тварин від жорстокості.
У липні 2019 року в Інституті агроекології та природокористування НААН України відбувся захист дисертації Юлії Овчинникової «Науково-методичні основи оптимізації екологічної мережі Східного Поділля» на здобуття наукового звання кандидат біологічних наук (спеціальність — екологія).
13.04.2020