Marie-Julie Baup débute au théatre avec Jean-Claude Penchenat, qui la met en scène dans Carola, l'Intervention, ou encore l'Etudiant roux.
En 2004 Saffy Nebbou lui confie l' un des rôles du film
Le Cou De La Girafe.
En 2005, elle joue dans la pièce de théâtre Amadeus, mise en scène par Stéphane Hillel, aux côtés de Jean Piat et Lorànt Deutsch. Cela lui vaudra une nomination dans la catégorie « révélation théâtrale » aux Molières 2005, face à Lorànt Deutsch.
On la voit ensuite dans la pièce l'Importance d'être Constant, toujours aux côtés de Lorànt Deutsch, mais aussi Frédéric Diefenthal, Gwendoline Hamon et Macha Méril.
En 2007
Marie-Julie Baup était à l'affiche de Question d'envie, au théâtre de Paris, pièce qu'elle a co-écrit, et qu'elle interprète en compagnie de Didier Tournan, Laetitia Pelliteri et Catherine Birau.
Marie-Julie Baup a suivi le cours de théâtre Eva Saint-Paul.