Воспитанница Пензенской специализированной детско-юношеской школы олимпийского резерва по прыжкам в воду. Тренировалась у своего отца, заслуженного тренера России Владимира Пахалина.

В 1993 году в Лондоне она стала чемпионкой мира в прыжках с метрового и серебряным призёром — с трёхметрового трамплина.

В 1992 она завоевала серебряную медаль на чемпионате Европы среди девушек, а в 1995 году — среди взрослых. В 1995, 1996 и 1997 годах, Пахалина была обладательницей Кубка Европы.

В 1998 она победила на Играх доброй воли в США. В 1998 году после триумфального выступления Пахалиной на чемпионате мира ей присвоили звание заслуженного мастера спорта Российской Федерации. Выиграла золотую медаль на чемпионате мира в прыжках с трёхметрового трамплина и синхронных прыжках в 1998 году в Австралии. Через два года там же, в Австралии, Юлия выиграла Кубок мира, а затем стала чемпионкой XXVII летних Олимпийских игр в Сиднее.

В 2004 году на XXVIII летних Олимпийских играх в Афинах Юлия Пахалина завоевала серебряную и бронзовую медали, а 4 года спустя в Пекине сделала серебряный дубль.

На чемпионате мира в Риме в 2009 году завоевала золотую награду на однометровом трамплине.

- школа №28 г. Пензы
- Факультет физической культуры Пензенского государственного педагогического университета имени В. Г. Белинского

В сборной команде России с 1992 года.

- мастера спорта международного класса (1994 г.)
- заслуженный мастер спорта (1998 г.)

- Орден Дружбы - За большой вклад в развитие физической культуры и спорта и высокие спортивные достижения (2006 г.)
- Медаль Ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени - За большой вклад в развитие физической культуры и спорта,высокие спортивные достижения на Играх XXIX Олимпиады 2008 года в Пекине (2009 г.)

Олимпийские игры
-Золото Сидней 2000 трамплин 3 м. Синхр.
- Серебро Афины 2004 трамплин 3 м. Синхр.
- Бронза Афины 2004 трамплин 3 м
- Серебро Пекин 2008 трамплин 3 м
- Серебро Пекин 2008 трамплин 3 м. Синхр.

Чемпионаты мира
- Золото Перт 1998 трамплин 3 м
- Золото Перт 1998 трамплин 3 м. Синхр.
- Серебро Фукуока 2001 трамплин 3 м. Синхр.
- Бронза Фукуока 2001 трамплин 3 м
- Серебро Барселона 2003 трамплин 3 м. Синхр.
- Серебро Барселона 2003 трамплин 3 м
- Бронза Мельбурн 2007 трамплин 1 м
- Золото Рим 2009 трамплин 1 м
- Бронза Рим 2009 Трамплин 3 м. Синхр.

Кубок мира
- Серебро Пекин 2008 трамплин 3 м Синхр.

Чемпионаты Европы
- Серебро Вена 1995 трамплин 3 м
- Золото Севилья 1997 трамплин 3 м
- Серебро Севилья 1997 трамплин 3 м. Синхр.
- Золото Хельсинки 2000 трамплин 3 м. Синхр.
- Золото Хельсинки 2000 трамплин 3 м
- Золото Берлин 2002 трамплин 3 м
- Серебро Берлин 2002 трамплин 3 м. Синхр.
- Золото Мадрид 2004 трамплин 3 м. Синхр.
- Золото Мадрид 2004 трамплин 3 м
- Золото Эйндховен 2008 трамплин 3 м
- Золото Эйндховен 2008 трамплин 3 м. Синхр.

Универсиады
- Золото Пальма-де-Мальорка 1999 трамплин 1 м
- Серебро Пальма-де-Мальорка 1999 команда
- Бронза Пальма-де-Мальорка 1999 трамплин 3 м

Кубок России
- Золото г.Электросталь 2008 трамплин 1 м
- Золото г.Электросталь 2008 трамплин 3 м

Отец Пахалин Владимир Васильевич - Заслуженный тренер России по прыжкам в воду

В 2002 году Юлия переехала из Пензы в американский город Хьюстон на постоянное место жительства. Там она и познакомилась со своим будущим мужем Анваром. Свадьбу молодые сыграли в 2006 году. 3 мая 2010 года 32-летняя спортсменка родила малышку весом 3 килограмма 400 граммов. Девочку решили назвать Софьей.