Juliano Cazarré começou sua carreira no teatro, mas coleciona uma vasta lista de produções para o cinema, como Tropa de Elite (2007), de José Padilha; Assalto ao Banco Central (2011), de Marcos Paulo; 360 (2012), de Fernando Meirelles e Serra Pelada (2013), de Heitor Dhalia.
Seu primeiro papel de destaque na televisão foi como Irineu na série Força-Tarefa (2009). No mesmo ano, Juliano também participou da minissérie Som & Fúria.
Após alguns papéis pequenos em telenovelas da Globo, o ator ganhou destaque em Avenida Brasil (2012), novela de João Emanuel Carneiro com sucesso de audiência no Brasil. Na trama, Juliano interpretou o personagem Adauto. No ano seguinte, foi um dos personagens principais de outra novela, Amor à Vida, atuando ao lado de Paolla Oliveira e Malvino Salvador. Tempo depois estreou como um MC na novale A Regra do Jogo (2015).
Foi para na série Vade Retro em 2017, interpretando Davi e logo depois volta às novelas, dessa vez uma escrita por Walcyr Carrasco, O Outro Lado do Paraíso. O ator ainda participou do longa Serra Pelada, sobre a maior mina de ouro no Brasil. O longa também virou série e transmitida pela Rede Globo.
Em 2016, o ator foi reconhecido mundialmente por protagonizar o longa Boi Neon, participando de inúmeros festivais, como o de Cannes e Tribeca. Além dessa produção, Cazarré também participou de: O Grande Circo Místico (2018), Dente por Dente (2020) e o mais recente Pluft, o Fantasminha (2022).
O ator vem recebendo boas críticas, principalmente por seu personagem na novela remake de Pantanal (2022), como o peão Alcides, que contracena com a personagem de Isabel Teixeira, a Maria Bruaca.