Giulia Tonelli se forme entre Pise le Balletto di Toscana et la Wiener Staatsoper Ballettschule, où elle débute rapidement sa carrière professionnelle. Au Ballet Vlaanderen, elle interprète des rôles de soliste dans de grands ballets comme Giselle et La Bayadère, ainsi que des œuvres de chorégraphes majeurs tels que William Forsythe, Jiří Kylián ou Crystal Pite. En 2010, elle rejoint le Ballett Zürich en tant que soliste, et s’impose au fil du temps comme l’une des premières ballerines de la compagnie.
Récompensée à plusieurs reprises comme meilleure danseuse et figure artistique italienne à l’international, Giulia Tonelli a également été mise à l’honneur dans le documentaire Becoming Giulia, primé au Zurich Film Festival. Aujourd’hui, elle est artiste freelance et professeure invitée, tout en poursuivant un Master en Dance Science et en développant un travail de coaching.