De vermaarde keeper begon zijn profcarrière bij Flamengo in 1997. Hij verliet de club in 2005 voor avonturen in Europa. Júlio César won met Internazionale uit Milaan in 2010 de Champions League en was de keeper van het Braziliaanse elftal op de WK's van 2010 en 2014. Hij keepte onder meer ook bij het Italiaanse Chievo en het Engelse Queens Park Rangers. In januari vertrok hij bij het Portugese Benficia om terug te keren naar zijn vaderland.
Dieptepunt in zijn carrière was vermoedelijk de afstraffing door Duitsland op het WK van 2014 in de halve finales. De latere wereldkampioen droogde Brazilië af met 7-1. ,,Als ik overlijd, zal in het bericht staan: Júlio César is dood, de doelman van de 1-7'', liet hij onlangs optekenen.