Родители Юлии никак не связаны с актерской профессией, но это не помешало им заметить в дочке талант. Она всегда стремилась на сцену, участвовала во всех школьных постановках. Училась прилежно, обожала математику и химию, окончила лицей имени Фридмана с золотой медалью. Хорошая успеваемость открывала море возможностей в технических университетах, но Хлынина выбрала театр. В 2009 году она без труда прошла вступительные экзамены в Школу-студию МХАТ.
Юлия обучалась в мастерской Константина Райкина и свои дебютные роли сыграла на сцене МХАТа, в том числе и в известном мюзикле с песнями группы Pink Floyd — The Final Cut.
Первым проектом за пределами МХАТа и спектаклей Райкина стала постановка театра «Сатирикон» «Однажды в деревне…», где Юлия появилась в образе маленького мальчика по имени Митя. После окончания учебы Хлынина попала в постоянную труппу театра Моссовета, где продолжает выступать до сих пор. Она также участвовала в проектах Театра Наций, театра «Ника» и Волковского театра драмы. За роль в спектакле по пьесе Чехова «Чайка» была номинирована на премию «Золотая маска».
Театр Моссовета для Юлии — второй дом, но она нередко появляется и на экране. Ее первая заметная работа — новелла Юрия Лагуты «Удиви меня» в фильме «Астра, я люблю тебя». Заметив ее в этой и других мелких ролях, легендарный режиссер Станислав Говорухин пригласил актрису в драму Weekend с Максимом Матвеевым, Александром Домогаровым и Екатериной Гусевой.
Но проектом, который принес Юлии Хлыниной популярность, можно считать сериал «Закон каменных джунглей» на канале ТНТ. Готовилась актриса к этой роли ответственно: по наставлению режиссера Игоря Хомского прочитала все книги, журналы и посмотрела все фильмы, которые так обожает ее героиня Лиза, старшая сестра главного персонажа, Тима.
Карьера на большом экране тоже складывается. В картине «Дуэлянт» Юлия сыграла княжну Марфу Тучкову. Над фильмом работала огромная команда профессионалов, и до сих пор Хлынина вспоминает в интервью, как приезжала на площадку даже в дни, когда не снималась, просто чтобы посмотреть на процесс создания картины.
Вторая волна популярности пришла к актрисе, когда в 2018 году она в роковой мелодраме «Купи меня» Вадима Перельмана, а затем — в сериале «Звоните ДиКаприо!» с любимцем публики последних лет Александром Петровым (с которым уже играла в «ЗКД»).
Продолжая играть в Моссовете и присоединившись к труппе театрального проекта «Ника», она снялась в биографическом фильме «Лев Яшин. Вратарь моей мечты» и в драме про фигурное катание «Лед 2», премьера состоялась в День всех влюбленных в 2020-м. В том же году на канале ТНТ вышел еще один сериал с ее участием — триллер «Колл-центр», в котором героиня Юлии Катя оказывается заперта вместе с другими сотрудниками в офисе и пытается выяснить, кто и зачем их заточил. В 2022-м у актрисы выйдет историческое фэнтези «Этерна» по мотивам цикла книг Веры Камши, а пока на нее можно посмотреть в образе двух совершенно разных героинь в сериале START «КрисТина».
Сейчас Хлынина играет в театре, кино и на ТВ, а также активно занимается благотворительностью совместно с коллегами — основателем собственного фонда Константином Хабенским, с которым познакомилась на съемках фильма «Селфи», и телеведущим Дмитрием Хрусталевым, попечителем фонда «Галчонок».
За экраном Юлия несколько лет встречалась с актером Егором Корешковым. В 2017 году журналисты заметили кольцо на безымянном пальце актрисы. Но уже к 2019-му оно исчезло, а Егор и Юлия перестали появляться на публике вместе. Ни один из актеров так и не рассказал причин расставания.
В июне 2019 года Юлия впервые упомянула своего нового партнера, Алексея Милевского, директора по инвестициям Mail.Ru Group. «Беру Forbes… вдруг вижу и своего молодого человека», — похвасталась актриса в инстаграм-истории. Весной 2020-го парочка официально расписалась.
