Отец Юлиана, Юлий Констанций, был младшим из двух сыновей, которых родила императору Констанцию Хлору его вторая жена Феодора. Эта ветвь императорской семьи была вынуждена держаться в тени после того, как Константин возвысил предшественницу Феодоры Елену до титула августы, и Юлий Констанций провел большую часть жизни в изгнании, пока Константин не пригласил Юлия Констанция вместе с его второй женой и маленькими детьми вернуться в Константинополь. Там в 332 году родился его третий сын Юлиан. Мать младенца умерла несколько недель спустя, так что его самого и его сводных братьев и сестру, которые были намного старше, воспитывала череда нянек и учителей, находившихся под не слишком пристальным надзором отца. Затем, когда Юлиану было всего пять лет, его отца убили – он стал первой жертвой в кровавой бойне, которая последовала за восшествием на престол его племянника. Нет документальных доказательств того, что Юлиан был свидетелем этого убийства, но это событие оставило в его душе глубокий шрам, и, когда он начал постепенно понимать, кто ответственен за это злодеяние, его прежнее уважение к двоюродному брату сменилось неугасающей ненавистью.

Для Констанция молодой Юлиан был всего лишь мелкой помехой. Сначала император отправил его к Евсевию в Никомедию, а затем, когда Юлиану исполнилось одиннадцать, в далекую Каппадокию, где единственной компанией для мальчика стали книги. В 349 году, будучи уже очень начитанным в классической и христианской литературе, Юлиан получил разрешение заняться учебой всерьез. Следующие шесть лет были самыми счастливыми в его жизни: он провел их в путешествиях по греческому миру, перемещаясь от одной философской школы к другой, сидя у ног величайших мыслителей, ученых и риторов того времени. Из учителей его больше всех привлекал Либаний, который отверг христианство и оставался гордым и убежденным язычником; вскоре и Юлиан решил отказаться от христианства в пользу языческих богов Античности, хотя прошло еще десять лет, прежде чем он смог заявить о своей новой вере открыто. Его соученик из Афин Григорий Назианзин (Григорий Богослов) вспоминал о нем так:

Следует признать предвзятость Григория, одного из ведущих христианских богословов империи, однако нарисованный им портрет кажется достоверным и подкреплен, по крайней мере отчасти, другими дошедшими до нас описаниями. Юлиан не был красавцем. Он был коренастым и приземистым; впечатление, которое производили красивые темные глаза и прямые брови, портил огромный рот и отвислая нижняя губа. Он был совершенно лишен честолюбия и просил лишь позволить ему оставаться в Афинах со своими учителями и книгами; однако он не мог ослушаться приказа императора явиться в Милан. После нескольких дней мучительного ожидания Констанций принял его должным образом и сообщил, что отныне он цезарь. Его подстригли, сбрили бороду, нескладное тело втиснули в военную форму, и 6 ноября его официально приветствовало собравшееся войско.

Юлиан быстро учился. Именно он, а не его осторожные военачальники, провел летом 356 года стремительный марш-бросок от Вены до Кёльна и вернул империи этот город. В следующем году под Страсбургом 13 000 его легионеров разбили тридцатитысячную армию франков, оставив на поле 6000 мертвых врагов и потеряв при этом всего 247 человек. За этой победой последовали и другие, и к концу десятилетия правление императора было восстановлено вдоль всех границ. А на Востоке, куда после краткого визита в Рим уже давно вернулся Констанций, ситуация была гораздо менее благоприятной. В 359 году император получил от персидского царя послание: