В 2004 году на XXVIII летних Олимпийских играх в Афинах Юлия Пахалина завоевала серебряную медаль.
Юля Пахалина окончила в 1994 году Пензенскую среднюю школу № 28.
В этом же году ей, воспитаннице Пензенской специализированной детско-юношеской школы Олимпийского резерва по прыжкам в воду, где она тренировалась у своего отца, заслуженного тренера России Владимира Васильевича Пахалина, было присвоено звание мастера спорта международного класса.
На чемпионатах мира Юля начала выступать еще в ранге юниора. В 1993 году в Лондоне она стала чемпионкой мира в прыжках с метрового и серебряным призёром – с трёхметрового трамплина.
В 1992 году она завоевала серебряную медаль на чемпионате Европы среди девушек, а в 1995 году - среди взрослых.
Три года подряд, в 19995, 1996 и 1997 годах, Юля становилась обладательницей Кубка Европы. В 1998 она победила на играх Доброй воли в Соединённых Штатах Америки.
В 1998 году после триумфального выступления Пахалиной на чемпионате мира ей присваивают звание заслуженного мастера спорта Российской Федерации.
Золото чемпионки мира в прыжках с трёхметрового трамплина и синхронных прыжках принесла ей в 1998 году Австралия. Через два года там же, в Австралии, Юлия выигрывает Кубок Мира, а затем становится чемпионкой XXVII летних Олимпийских игр в Сиднее.
В 2004 году на XXVIII летних Олимпийских играх в Афинах Юлия Пахалина завоевала серебряную медаль.