Julia Fischer là người Slovakia gốc Đức. Cha mẹ cô gặp nhau khi còn là sinh viên ở Praha.[6] Mẹ cô, Viera Fischer (nhũ danh Krenková), là người Đức gốc Do Thái[7] đến từ Košice, Tiệp Khắc, và nhập cư vào Cộng hòa Liên bang Đức năm 1972. Cha cô, Frank-Michael Fischer là một nhà toán học từ Đông Đức, cũng chuyển từ Đông Sachsen sang Tây Đức năm 1972. Ngoài tiếng Đức, Fischer còn cũng thông thạo tiếng Anh và tiếng Pháp.

Fischer bắt đầu chơi violin trước sinh nhật lần thứ tư và được người thầy Helge Thelen dẫn dắt đầu tiên. Vài tháng sau, cô bắt đầu học piano từ mẹ. Fischer từng nói: "Mẹ tôi là một nghệ sĩ piano và tôi cũng muốn chơi piano, nhưng vì anh trai tôi cũng chơi piano nên tôi nghĩ sẽ rất tuyệt khi học một nhạc cụ khác. Tôi đồng ý thử chơi violin và tiếp tục tập nó."[8] Fischer cũng ủng hộ niềm tin của mẹ cô rằng giáo dục âm nhạc dưới bất kỳ hình thức nào cũng đều nên bao gồm các nguyên tắc cơ bản về piano để mở rộng khả năng biểu diễn và kiến ​​thức của một người về hòa âm, lý thuyết và cả phong cách chơi.[9] Năm 8 tuổi, cô bắt đầu học violin chính thức tại Nhạc viện Leopold Mozart ở Augsburg, dưới sự dạy dỗ của Lydia Dubrowskaya. Khi lên chín tuổi, cô được nhận vào Đại học Âm nhạc và Biểu diễn Nghệ thuật Munich, nơi cô làm việc với Ana Chumachenco.[10] Năm 12 tuổi là lần đầu tiên Fischer chơi Concerto Violin của Beethoven tại quê nhà của mẹ cô ở Đông Slovakia, và sau đó biểu diễn lại với Yehudi Menuhin ở Viên. Beethoven cũng là nhà soạn nhạc yêu thích của mẹ và anh trai cô. Cha mẹ Fischer ly hôn khi cô mười ba tuổi.[11] Khi còn là một thiếu niên, cô đã được truyền cảm hứng bởi những nghệ sĩ tài ba như Glenn Gould, Evgeny Kissin, và Maxim Vengerov.[12]