Julia Pihavainio on kotoisin Rovaniemeltä. Hän aloitti opintonsa Lapin musiikkiopistossa Maarit Palovaaran huiluoppilaana, ja myöhemmin hän siirtyi Minna Sallisen lauluoppilaaksi. Musiikkiopiston jälkeen lauluopinnot jatkuivat Sibelius-Akatemiassa Päivi Heikinheimon johdolla. Julia Pihavainio suoritti diplomitutkintonsa vuonna 2007. Hän on täydentänyt opintojaan kursseilla useiden kotimaisten ja ulkomaisten laulajien opissa. Heistä esimerkkeinä mainittakoon Jorma Hynninen, Peter Lindroos, Udo Reinemann sekä Ana Luisa Chova.
Jo opiskeluaikanaan Julia Pihavainio liittyi Suomen ensimmäiseen oopperaimprovisaatioryhmään nimeltä ”Improah!”. Teatteri- ja oopperaimprovisaatiota hän on opiskellut Jussi Tuurnan, englantilaisen Impropera-ryhmän sekä Stella Polariksen kursseilla.
Julia Pihavainio on esiintynyt eri puolilla Suomea laulaen lied-, ooppera-, kirkkomusiikki- ja musikaaliohjelmistoa. Lisäksi hän on toiminut laulunopettajana Helsingin työväenopistossa, Rovalassa sekä Rovaniemen kaupungin kansalaisopistossa, joissa hän on tavanomaisten klassisen laulun opintojen lisäksi opettanut aikuisten ”laulutaidottomien” ryhmiä kehittäen luovia metodeja.