Originaire d’une famille d’artiste romaine, Giulio Sartorio a été formé à « all’Accademia di belle arti di Roma », débutant la peinture dans le genre réalisme, il évolue dès les années 1885 vers une manière décorative et poétique, proche des pré-raphaélites anglais. Il fonde alors avec le peintre Nino Costa l’association « Dans Libertas d’art » en 1886.
En 1889, il participe à l’Exposition Universelle de Paris, et y obtient une médaille d’or. En 1907, il présente une frise monumentale, véritable cycle décoratif, destiné à orné « La Sala del Lazio » de la Biennale de Venise. En 1915, il devient professeur à « all’Accademia di Belle Arti di Roma ».
Sartorio est un artiste qui a énormément voyagé, en Italie, Allemagne, en Egypte, Syrie, Palestine et en Argentine. Il s’attache pleinement au symbolisme international, mouvement qui se déploie à la fin du XIXe, et qui consiste à rechercher par la peinture la représentation d’une surnaturalité. Il est sensible à toute les formes de la modernité, ayant produit et réalisé trois films entre 1918 et 1923.
Il a exposé de son vivant dans des expositions universelle et dans des galeries, et connait depuis 1960 des expositions régulièrement dans des institutions italiennes, notamment au Palazzo Montecitorio et au Chiostro del Bramante, à Rome.