Passé professionnel en 2008 au sein de l'équipe Crédit agricole, Julien Simon obtient sa première victoire en 2011 alors qu'il figure dans l'effectif de Saur-Sojasun. Sa saison la plus prolifique a lieu en 2012 où il remporte cinq victoires dont deux étapes du Tour de Catalogne, une course qui fait partie de la plus haute catégorie des courses cyclistes, l'UCI World Tour. Deux ans plus tard, alors qu'il est membre de l'équipe Cofidis, sa régularité dans les courses d'un jour françaises lui permet de remporter la Coupe de France. Au sein de cette équipe, il remporte également quatre autres victoires et obtient aussi une place de vice-champion de France sur route en 2019.
Coureur classé comme puncheur mais reconnu aussi pour son travail d'équipier, Julien Simon est à l'aise sur les courses vallonnées, tout particulièrement celles se déroulant dans sa région natale de Bretagne. Il s'impose ainsi à trois reprises sur le Grand Prix du Morbihan et sur le Tour du Finistère pour un cumul de douze podiums sur ces deux épreuves.