Grazie alla formazione avvenuta in ambito romano, ricca di studi letterari e filosofici e contrassegnata da un’attenzione erudita nei confronti dell’archeologia antica, diventa allievo prediletto di Raffaello e suo naturale prosecutore. Avendone ereditati gli schizzi e i progetti riesce a portare a termine alcune delle opere lasciate incompiute dal maestro (Stanze Vaticane). Le opere dei primi anni Venti dimostrano la grande vicinanza di Giulio al suo maestro, sia per stile che per ispirazione, tanto che la loro paternità sarà spesso confusa. Alla fine degli anni romani la sua produzione dimostra una crescente attenzione per i temi erotici che ispirano alcuni disegni destinati ad essere incisi dal Raimondi, ma lo scandalo creato da queste opere è tale da costringerlo a trasferirsi a Mantova alla corte di Federico Gonzaga. Qui disegna e decora Palazzo Te, tra le principali espressioni della cultura manieristica, e apre una fiorente bottega. Negli ultimi anni della sua carriera si dedica quasi esclusivamente alla progettazione delle opere, la cui realizzazione materiale è affidata agli allievi.