Campionessa di bravura, due volte premio David di Donatello, dopo un boom nell'Italia cinematografica e televisiva degli Anni Settanta e Ottanta, dove si era presentata come una vera e propria innovazione nei nuovi volti della recitazione italiana, fa rivivere le lotte e gli inseguimenti amorosi prettamente nel tubo catodico, senza però smettere di essere fedele al teatro. È Giuliana De Sio.
Sorella della cantante Teresa De Sio, Giuliana debutta nel mondo dello spettacolo a soli 5 anni, quando sul palco del Teatro Verdi di Salerno si trova a interpretare il ruolo di una gallinella che dei cuochi volevano spennare e mettere nel pentolone. Ma non rimarrà per sempre nel pentolone e, grazie al cielo, godrà di quell'adolescenza tipica delle ragazze della sua età: fra il cinema e il bar sotto casa, le chiacchierate con le amiche a passeggio sotto i portici e i giri in motorino. Si iscrive al liceo classico Marco Galdi, negli anni successivi alla contestazione, che invece vede la sorella Teresa come leader del movimento studentesco. Quando però la madre di Teresa e Giuliana divorzia dal marito, risposandosi, le sorelle De Sio sono costrette a lasciare Cava de' Tirreni, dove erano cresciute, per trasferirsi definitivamente a Salerno.
È il 1976, quando Giuliana si stacca dal nucleo familiare per seguire la sua carriera artistica a Roma, infatti dopo aver partecipato a un buon numero di provini viene scelta per partecipare alla commedia sexy di Luigi Filippo D'amico San Pasquale Baylonne protettore delle donne (1976) con Lando Buzzanca, Franco Bracardi, Memmo Carotenuto, Gianni Cavina e Orchidea De Santis: è il suo esordio su grande schermo.
Successivamente, apparirà principalmente in televisione grazie allo sceneggiato in 8 puntate sulla Rai Una donna (1977) dove interpreterà il ruolo della scrittrice Sibilla Aleramo, seguito dai film tv Le Mani sporche (1978) con Marcello Mastroianni, diretta dall'allora suo compagno Elio Petri, e Hedda Gabler (1979) di Maurizio Ponzi, con il quale lavorerà più volte.
Autentica adolescente prodigio, si trasferisce a Milano dove, con la collaborazione del cantautore Edoardo Bennato interpreta a soli 18 anni, in teatro, "La doppia incostanza" (1978) di Marivaux al Pier Lombardo, ma anche "Un sorso di terra" (1979) e "Scene di caccia in bassa Baviera" (1980), accanto a Michele Placido.
Nel 1979, affianca Philippe Noiret ne L'allegro marciapiede dei delitti, e trova un posto nel nutrito cast de Il malato immaginario con Alberto Sordi e Vittorio Caprioli. Dopo la fiction Ritratto di donna distesa (1980) e la miniserie La Medea di Porta Medina(1981), è diretta da Franco Giraldi in Ivanov (1982) con Claudio Gora. I primi riconoscimenti però arrivano grazie a Io, Chiara e lo Scuro (1982), commedia con Francesco Nuti, dove Giuliana interpreta il ruolo di una bella sassofonista con una leggerezza e una freschezza tali da meritarsi sia il David di Donatello come miglior attrice protagonista, sia il Nastro d'Argento.
Il cinema però, nonostante i trionfi, non le offre veramente quello che vorrebbe, così lei abbraccia preferibilmente il tubo catodico con titoli come Dramma d'amore (1983) con Alida Valli e Cuore (1984) di Luigi Comencini, dove interpreta la maestrina dalla penna rossa. Nella seconda metà degli Anni Ottanta, divide il set cinematografico de Uno scandalo perbene(1984) ancora con Caprioli, spostandosi a teatro per il varietà "Se il tempo fosse un gambero" (1986). Ma è con la commedia di Mario Monicelli che la De Sio riesce veramente a ruggire come non si era mai visto fare prima: da Speriamo che sia femmina (1986) che la vede figlia ribelle e facile all'amore, con Catherine Deneuve, Stefania Sandrelli e ancora Noiret, a I picari(1987) con Caprioli e Vittorio Gassman. È sempre e comunque all'altezza dei grandi nomi con i quali recita.
Trovato un posto nel telefilm La piovra 3 (1987), nel 1990 ritorna a teatro diretta dal grande Giorgio Strehler in "Libero", seguito da "Crimini del cuore" (1991) e "L'estasi segreta" (1994). Poi stringe nelle sue mani il secondo David di Donatello come miglior attrice protagonista per Cattiva (1991) di Carlo Lizzani, una pellicola che è stata scritta da Francesca Archibugi e Furio Scarpelli su misura per lei.
Una carriera a singhiozzo, quella di questa attrice che comincia a passare dalla televisione (il telefilm Wolff - Un poliziotto a Berlino, 1993) al cinema (La vera vita di Antonio H., 1994, con Federico Fellini, Orson Welles e ancora Gassman), fino a teatro ("Storia d'amore e d'anarchia"). Infine, l'abbraccio totale verso la televisione: le fiction Angelo nero (1998), Gli amici di Gesù - Maria Maddalena (2000, dove è Erodiade), La notte breve (2006) e Crimini - Il bambino e la befana (2007) e i telefilm Il bello delle donne (2001-2003, dove si impegna nel ruolo dell'antagonista di turno) e Caterina e le sue figlie 2 (2007) con Alessandro Benvenuti. Nel 2011 la ritroviamo protagonista del film Il console italiano di Antonio Falduto e di Ci vediamo a casa di Maurizio Ponzi. Nel 2017 fa parte del cast della commedia La verità, vi spiego, sull'amore di Max Croci.