Julie Vellay nait en 1838 à Grancey-sur-Ource, en Bourgogne. Son père, Joseph Vellay est manouvrier, et sa mère Jeanne Basset est lingère.

Gouvernante chez les parents de Camille Pissarro, elle entre en ménage avec lui en 1859 et lui sert d’abord de modèle.

La famille s’installe d’abord à Pontoise, en 1866, puis à Louveciennes, en 1869, dans une grande maison. En 1870 à l’arrivée des Prusses, Camille, de nationalité danoise, part se réfugier à Londres auprès de Claude Monet. Il laisse tous ses tableaux à Louveciennes, ainsi que ceux que Monet lui a laissés en dépôt. Presque tous seront détruits.

Malgré l’opposition des parents du peintre, ils se marient civilement Croydon en Angleterre en 1871, alors que Julie Pissaro porte leur quatrième enfant. Le couple a eu en tout huit enfants.