Com 15 anos de idade, após uma grande atuação em um amistoso entre seu time e o Corinthians, Julio Cesar é convidado a integrar as categorias de base do Timão. Com grande destaque na conquista do Bicampeonato da Copa São Paulo de Futebol Junior, em 2004 e 2005, o goleiro é promovido ao time profissional.

Apesar de fazer sua estreia como profissional no mesmo ano, e de algumas partidas ao longo das temporadas, o goleiro só conseguiu sua primeira chance de ser titular no gol corintiano em 2010. Após discussões com o presidente do clube para jogar na Europa, e so então titular do time Felipe deixa o Corinthians dando a oportunidade para Julio Cesar. Com boas defesas o jogador consegue manter a titularidade mesmo após a contratação de Aldo Bobadilla, goleiro que defendeu a seleção paraguaia na Copa do Mundo de 2010.

Após más atuações no Campeonato Paulista de 2011, a diretoria contrata o goleiro Renan, destaque do Avaí para ser o titular da posição. Mas a nova contratação tem péssima atuação e Julio Cesar recupera a sua posição. O goleiro consegue superar as criticas, se firmar como titular absoluto e ajudar a equipe ser campeã do Brasileirão.

Em 2012, pelas quartas de final do Campeonato Paulista, o Timão foi eliminado pela Ponte Preta e o goleiro falhou em dois dos três gols sofridos. Com muitas criticas, o jogador é barrado pelo técnico Tite e Cassio assume a posição de titular. O novo goleiro Cassio entrou muito bem no time, sendo um dos destaques da equipe na conquista da Libertadores e Mundia. Bastou a Julio Cesar se contentar em reversar com Danilo Fernandes a reserva.

Em julho de 2014, o Timão liberou o goleiro por empréstimo para o Naútico. No nordeste, se tornou capitão e um dos destaques da equipe na série B. Seu contrato com o Corinthians chegou ao fim em dezembro do mesmo ano. Depois de passar pelo rival Santa Cruz, retornou à São Paulo para defender a meta do Red Bull Brasil, futuramente se unindo ao Bragantino.