Yulia Efimova aprendeu a nadar aos seis anos de idade com seu pai Andrey Efimov que era professor de natação e foi seu primeiro técnico. Eles viviam em Grozny, cidade natal da nadadora, que é a capital da Chechênia. Devido a guerra que estourou na região no fim dos anos 1990, eles se mudaram para Volgodonsk e Efimova pode dedicar-se ao esporte. Os bons resultados a alçaram ao posto de grande destaque da natação russa e ela continuou treinando no país até 2011 quando mudou-se para os Estados Unidos indo treinar com David Salo.
Quando mudou-se para a América, Efimova já era uma nadadora conhecida no cenário internacional. Em 2008 havia disputado sua primeira Olimpíada em Pequim e sido finalistas nos 100m e 200m peito com apenas 16 anos. No ano seguinte, em Roma, foi campeã mundial nos 50m peito e vice nos 100m peito e em 2010 conquistou duas medalhas de ouro no Campeonato Europeu de Budapeste. Treinando no stados Unidos manteve a regularidade indo ao pódio também no Mundial de Xangai-2011.
Chegou a Londres em 2012 como principal adversária de Rebecca Soni. Porém, apareceu em seu caminho uma garota de 15 anos chamada Ruta Meilutyte que levou o ouro nos 100m peito. Efimova terminou apenas em sétimo lugar. Nos 200m peito, porém, conseguiu se recuperar e levou a medalha de bronze. No ano seguinte foi novamente brilhante no Mundial de Barcelona-2013 ganhando quatro medalhas, sendo duas de ouro e batendo um recorde mundial nos 50m peito. Mas no mesmo ano testou positivo para o hormônio DHEA e foi suspensa por 16 meses.
De volta as piscinas em 2015 conseguiu se classificar para o Mundial de Kazan. Nadando em casa conquistou duas medalhas, com destaque para o título mundial nos 100m peito. Mas novamente o doping apareceu em seu caminho. As vésperas dos Jogos Olímpicos do Rio-2016, a russa foi novamente flagrada com uma substância proibida. Desta vez meldonium. Efimova entrou com recurso no CAS/TAS e após uma longa batalha conseguiu a liberação para poder nadar no Rio de Janeiro e não recebeu nenhuma punição.
Na cidade maravilhosa conquistou duas pratas nos 100m e 200m peito, mas foi vaiada pelo público e muito criticada por alguns atletas, principalmente sua rival Lilly King. As duas criaram ali uma forte rivalidade, já que a rixa não era apenas pela história do doping, mas também dentro d’água com uma querendo vencer a outra. No Mundial de Budapeste Efimova perdeu para King nos 50m e 100m peito, mas a venceu nos 200m peito. A situação se repetiu no Mundial de Gwangju com a americana ganhando duas medalhas de ouro e russa uma.
Após tantos problemas fora da piscina, Efimova parece ter superado as controvérsias do doping para focar na piscina em buscar da medalha dourada em Tóquio. A parada será dura porque King segue em grande fase e motivada em não deixar sua principal rival lhe tomar o posto de melhor nadadora de peito do mundo. Uma disputa que com o tempo tornou-se cordial, com ambas se beijando no pódio em Gwangju, mas que promete novos e eletrizantes capítulos.