Après une enfance passée à Nantes, Julien Boisselier étudie la comédie au Cours Florent. Il fait ses débuts d'acteur au théâtre et sur le petit écran : on le remarque dans la saga d'été Dans un grand vent de fleurs et surtout De gré ou de force, téléfilm de . Son premier rôle au cinéma est celui d'un psychiatre dans Nationale 7 de Jean-Pierre Sinapi (2000). Doux rêveur à l'allure décontractée, Julien Boisselier multiplie les tournages avec les réalisateurs de la nouvelle génération, tels que Benoît Cohen (Les Acteurs anonymes puis Nos enfants chéris), Renaud Cohen (Quand on sera grand), ou Nicolas Boukhrief (Le Convoyeur). Promu héros romantique du jeune cinéma français, il est en 2004 à l'affiche de trois comédies (Clara et moi, J'me sens pas belle et Tout le plaisir est pour moi), dans lesquelles il campe des séducteurs qui ne craignent pas de montrer leur fragilité.