Studiò all'École normale supérieure di Parigi, dove nel 1868 conseguì il dottorato in lettere. Fu docente di lettere all'Università di Digione, quindi all'École normale supérieure di Parigi. Ottenne successivamente all'Università di Parigi-Sorbona la cattedra di letteratura francese del Medioevo e di storia della lingua francese.
S'interessò in un primo periodo di letteratura dell'antica Grecia e di storia europea e solamente più tardi, a partire dal 1880, intraprese approfonditi studi sulla lingua e sul teatro francesi.[1]
Le sue opere sulla storia della lingua e della letteratura francese sono state più volte ripubblicate, in particolare l'Histoire du théâtre en France, che è un'organica e sapiente ricostruzione del teatro drammatico e comico francese, integrata da un successivo volume, dal titolo Le Théâtre en France, histoire de la littérature dramatique depuis ses origines jusqu'à nos jours.
Louis Petit de Julleville è stato anche l'attento ed esatto coordinatore e curatore dell'opera, in più volumi, Histoire de la langue et de la littérature française, realizzata da un gruppo di storici e di critici del teatro, molti dei quali erano stati suoi allievi.
Mimmì Pasquali, Petit de Julleville, Louis, in Dizionario Letterario Bompiani. Autori, III, Milano, Bompiani, 1957, p. 129, SBNPAL0199718.
(FR) Yannick Portebois, Jacques-Philippe Saint-Gerand (a cura di), Une historiographie engagée: l'Histoire de la langue et de la litterature francaise par Louis Petit de Julleville et ses collaborateurs, (1896-1900), Leuven, Peeters, 2008, SBNUBO3482756.