Cesta Julesa Bianchiho do monopostů vedla přes motokáry, v roce 2007 začínal ve formuli Renault 2,0. Francouzský šampionát vyhrál hned v prvním roce. V dalších letech pokračoval ve formuli 3 a stal se mistrem evropské série v sezóně 2009. Poslední kroky před formulí 1 dělal v GP2 a formuli Renault 3,5.
Bianchi je dlouhodobým členem Jezdecké akademie Ferrari. Díky tomu působil jako záložní jezdec Ferrari a v roce 2012 pracoval ve stejné roli u Force Indie, která ho nechala jezdit i ve volných trénincích.
V roce 2013 se mu nepodařilo získat závodní sedačku u Force Indie, ale na poslední chvíli mu jeho manažer dohodl místo u Marussie, které vypadl Luiz Razia kvůli neplatícím sponzorům. Ve své debutové sezóně Francouz nezklamal, podával velmi dobré výkony v rámci možností vozu a stal se nováčkem roku. Ferrari ho sice chtělo pro další rok umístit do středu pole, ale nakonec zůstal pro další sezónu u Marussie.