La prima menzione di una chiesa dedicata a S. Giulia nel comprensorio di Porto Pisano si trova in una pergamena, conservata presso l’Archivio Arcivescovile di Pisa, datata giugno 891.

L’antico posizionamento della chiesa altomedievale non ha mai trovato un riscontro valido e documentato, si pensa che fosse collocata nei pressi dell’antica via Provinciale Pisana in prossimità dell’attuale Cappella di Santo Stefano “ai lupi”.

Nei secoli successivi, all’interno della città (pentagono di Buontalenti), altre chiese furono dedicate alla Santa. L’attuale oratorio in stile barocco-tardorinascimentale è collocata al fianco della Cattedrale di Livorno, venne edificato, su un terreno donato all’Arciconfraternita dal granduca Ferdinando I, su disegno di Alessandro Pieroni e la prima pietra fu posta il 22 maggio del 1602, come ricorda l’epigrafe situata nell’atrio dell’edificio.

L’oratorio presenta una struttura esterna sobria ma elegante, la facciata principale è arricchita da alcune grandi formelle rettangolari e si pensa che fosse rivestita di marmo.

Ai lati del portale principale, sormontato dallo stemma dell’Arciconfraternita, vi sono due grandi nicchie oggi vuote, che inizialmente ospitavano le statue di San Girolamo e di Sant’Antonio Abate, rimosse nel 1848 e sostituite con quelle di San Pietro e San Paolo, perdute durante l’ultimo conflitto mondiale. La pianta è ad un’unica navata preceduta da un atrio all’interno del quale troviamo, sulla destra un quadro, dell’autore Enrico Corazzi (1887 – 1952), che raffigura un “Cristo in Croce” e una lapide del 1952, posta in memoria dei concittadini caduti perla patria.