Julia Muzychenko estudió en el Conservatorio de San Petersburgo entre 2013 y 2018 y asistió a la Academia Internacional de Música “Jelena Obraszowa” en San Petersburgo entre 2015 y 2016. Debutó en escena en 2015 en el Mariinsky Theatre en el papel titular de Aschenputtel de Tarnopolski. Tras sus éxitos en concursos en 2017, fue contratada como Violetta Valéry La traviata en el Teatro Giuseppe Verdi (Busseto), el Teatro Regio di Parma y la Ópera de Tenerife (2019). En 2019 interpretó el papel de Norina en Don Pasquale en la Opéra National de Montpellier.

Entre 2019 y 2021 formó parte del Junge Ensemble de la Semperoper Dresden, donde interpretó papeles como Musetta La bohème, Olympia Les Contes d’Hoffmann, Sandmännchen/Taumännchen Hänsel und Gretel y Papagena Die Zauberflöte. Se dio a conocer al público televisivo alemán gracias a sus participaciones como solista en el ZDF-Adventskonzert 2019 y en el Semperopernball 2020. En 2021 debutó como Gilda en Rigoletto de Verdi en la Opéra National de Montpellier. En diciembre de 2021 se presentó ante el público de la Oper Frankfurt como Oksana en The Night Before Christmas de Rimski-Kórsakov. Esta producción fue elegida “Producción del Año” en la encuesta de críticos de Opernwelt. Posteriormente debutó como la Princesa Cisne en The Tale of Tsar Saltan en la Opéra national du Rhin de Estrasburgo (2023) y como Volkhova en Sadko en el Teatro Bolshoi de Moscú (2024).

Su éxito en el 27ème Concours international de Chant de Clermont-Ferrand le permitió debutar en enero de 2022 como Amina en La sonnambula de Donizetti en Clermont-Ferrand, y posteriormente participar en la misma producción en gira en Vichy, Aviñón, Metz y otras ciudades. Como premiada en el 33ème Concours International de Chant de Marmande, debutó en agosto de 2022 en las Nuits lyriques de Marmande en el papel titular de Lakmé (Léo Delibes).