Izabran je za papu iste godine kada je umro car Konstantin Veliki koji je Milanskim ediktom dao slobodu ispovijedanja kršćanske vjere. U vrijeme njegova pontifikata Crkava se bori protiv Arijeve hereze koju je Koncil u Niceji 325. osudio. Papa Julije I. saziva 340. godine Sinodu u Rimu koja podupire papu, ali bez biskupa sklonima arijevstvu.
Papa je napisao pismo svim biskupima (sačuvano je do danas), ali nije uspio postići jedinstvo vjere u Kristovo božanstvo.
