Édesapja, Szendrey Ignác, a Festetics-birtok tiszttartója volt. 1838 és 1840 között Mezőberényben, a Wenckheim kastélyban működő leánynevelő intézet, ezt követően 1844-ig a pesti Tenczer-Lejtei Leánynevelő tanulója volt, majd a mezőberényi Celestim kastély leánynevelőjében végzett.
    
Miután édesapja a Károlyiak jószágigazgatója lett, a család a Szatmár vármegyei Erdődre költözött. Júlia, hogy kitörjön a vidéki élet egyhangúságából, gyakran töltötte idejét barátnőjénél, Térey Marinál Nagykárolyban. 1846. szeptember 8-án itt ismerkedett meg a megyebálon Petőfi Sándorral. Az akkor már közismert költő rögtön elnyerte a haladó gondolkodású lány szívét, aki szülei tiltása ellenére, pontosan egy évvel később férjhez ment szerelméhez. A boldogító igent az erdődi barokk várkastély kápolnájában mondták ki, mézesheteiket Koltón, a Teleki kastélyban töltötték. A lány szüleitől semmilyen támogatást nem kaptak, ennek ellenére sikerült saját otthont teremteniük.
    
Pesten az irodalmi élet ünnepelt párja lettek. George Sand, a különc írónő - akit Petőfi is tisztelt és becsült -, nagy hatással volt Júliára, aki szoknya helyett gyakran jelent meg nadrágban és előszeretettel szivarozott. Már terhes volt, amikor kitört a forradalom. A párizsi trikolór mintájára megvarrta és március 15-én férje mellére tűzte a később ismertté vált első kokárdát. Petőfi naplójából ismert, hogy miközben a költő a Nemzeti dalt írta, szíve hölgye magának piros-fehér-zöld főkötőt készített. Zoltán, egyetlen közös gyermekük 1848. december 15-én született meg.
    
A segesvári csata után férje halálhírére Júlia felkerekedett és megpróbálta felkutatni hitvesét. Még a hadszíntérre is elment, majd Pesten Haynautól próbált útlevelet szerezni Törökországba, de sikertelenül. Egy ideig Kolozsvárott, majd apjánál, Erdődön élt, azonban még a gyászév letelte előtt, 1850-ben férjhez ment Horvát Árpád történészhez. Frigyét nemzeti felháborodás kísérte, rajongói, barátai elfordultak tőle. Noha három gyereke is született, Júlia a második házasságban nem találta meg a boldogságot. Férjét másfél évvel halála előtt, már nagybetegen, elhagyta.
    
Szendrey Júliában mindenki csak az istenített költő hűtlen özvegyét látta, pedig ő maga is alkotott. Verseket költött, George Sand-írásokat és -meséket fordított, valamint írt. 1856-ban az ő fordításában jelentek meg először Magyarországon Andersen meséi, figyelemre méltóak esszéi. Petőfi emlékéhez soha nem lett hűtlen, erről naplója, feljegyzései tanúskodnak.
    
Betegségtől meggyötörten, boldogtalanul, elhagyatottan halt meg 1867. szeptember 6-án. Utolsó útjára csak Zoltán fia kísérte ki, második férje nem engedte el a temetésre a közös gyermekeket. A Kerepesi temetőben, a Petőfi családdal közös sírban nyugszik.