Julianne Mooreová má ještě dva mladší sourozence - sestru Valerii a bratra Petera, který je spisovatelem. Rodina se kvůli otcově povolání velmi často stěhovala a budoucí filmová hvězda tak žila ve státech Alabama, Georgie, Texas, Panama, Nebraska, Aljaška, New York a Virginie, kde navštěvovala celkem devět škol.
