Dopo avere conseguito la laurea in Lettere, si dedicò per un certo tempo al giornalismo e alla letteratura. Nel 1948 pubblica racconti sul "Politecnico" di Elio Vittorini e su Milano Sera. >. In seguito, iniziò ad occuparsi di cinema come documentarista: fra la fine degli anni Quaranta e i primi anni Cinquanta realizzò alcuni documentari. (1948, Città alta; 1952, Donne di servizio; 1955, Giorni di fiera) e altri numerosi cortometraggi di valore, grazie ai quali, nel giro di pochi anni, fu considerato tra i migliori documentaristi italiani del dopoguerra. Nel 1951 si trasferisce a Roma dove lavora come aiuto-regista di Ettore Giannini e di Francesco Rosi. Gira numerosi documentari. Nel 1958 gli viene assegnato il Nastro d'argento della critica italiana. Gira il ruolo del Principe Giulio nella Dolce vita di Fellini, di cui diviene anche assistente.
Negli anni 1954-1955 divenne collaboratore e aiuto-regista di alcuni autori di fama come Valerio Zurlini, Pietro Germi, Gianni Puccini, Federico Fellini; poi, nei primi anni di carriera come regista autonomo, diresse opere impersonali o su commissione (anche documentari scandalistici, firmati con uno pseudonimo). Nel 1967 debutta nel lungometraggio con Se sei vivo spara, film intenzionalmente e provocatoriamente violento iscrivibile nel filo del western all'italiana, allora in voga sia tra i produttori e il pubblico. Si allontana presto da questo genere e nel 1968 si immerge nelle atmosfere del film d'autore con La morte ha fatto l'uovo con un cast di primo piano (Lollobrigida e Trintignan). Il critico Antonio Bruschini lo commenta così «Si tratta di un thriller sperimentale che stilisticamente oscilla tra Godard e la cultura pop, con costruzioni narrative che sembrano anticipare il cinema di David Lynch».
Affascinato dalla tecnologia digitale, Giulio Questi è divenuto un artigiano della nuova tecnologia e fabbrica i suoi film in totale autonomia creativa e tecnica. Si tratta di magnifici esercizi di stile di un umore corrosivo e di una originalità perduta sul grande schermo. Dal 1979 in poi ha lavorato solo per la televisione.

La morte
Il regista e scrittore muore a Roma il 3 dicembre 2014, appena tornato da Torino dove aveva seguito il Torino Film Festival.