Jūlija Madernieka darbību raksturo plašs daiļrades diapazons – viņš ir viens no nozīmīgākajiem Latvijas profesionālās lietišķās mākslas veidotājiem. Radījis metus tekstilizstrādājumiem, mēbelēm, metālkalumiem, keramikas, ādas un sudrabizstrādājumiem. Gleznojis, darbojies grafikā – stājgrafikā, grāmatu grafikā un lietišķajā grafikā –, bijis talantīgs pedagogs un mākslas kritiķis.

Dzimis māju rentnieku Ernesta un Dores Madernieku ģimenē. Mācījās Vecpiebalgas draudzes skolā. Pirmo mākslas izglītību guva Rīgas Vācu amatnieku biedrības skolā (1891–1893). Mācības turpināja barona Aleksandra Štiglica (Александр Людвигович Штиглиц) Centrālajā tehniskās zīmēšanas skolā (Центральное училища технического рисования барона А. Л. Штиглица) dekoratīvās glezniecības nodaļā (1894–1898). Kad J. Madernieks ieguva ārzemju stipendiju, viņš papildināja izglītību Parīzē un iepazinās ar lielākajiem Eiropas mākslas centriem.

J. Madernieks piederēja latviešu mākslinieku pulciņa “Rūķis” paaudzei, kas latviešu profesionālās mākslas īpatnējo raksturu redzēja kopsolī ar Rietumeiropas mākslas modernajām strāvām. Pēc studijām ārzemēs viņš strādāja lietišķās grafikas jomā Pēterburgā. 1902. gadā atgriezās Rīgā un uzsāka dzīvokļu interjeru iekārtošanas praksi, kur ievēroja jūgendstila estētiku un vienotā ansambļa koncepciju. Līdz 1905. gadam projektēja interjerus daudziem turīgiem latviešu sabiedrības pārstāvjiem (piemēram, Fridriham Albertam, Frīdriham Grosvaldam, Kārlim Menģelim, Kristapam Bergam). 20. gs. sākumā veidoja dizainu arī vairākiem sabiedriskiem interjeriem (interjeri nav saglabājušies).

J. Madernieks aktīvi pievērsās latviešu žurnālu un grāmatu mākslinieciskās apdares jomai, viņa rokraksts iekļāvās jūgendstila līniju liektajos, plūstošajos ritmos un kompozīcijas laukumu izkārtojumā, vienlaikus praktizējot arī stūraināku līniju zīmējumu (apvāks Alfrēda Kalniņa nošu burtnīcai “Dziesmas. Lieder”, 1902). 1903. gadā Janis Rozentāls uzaicināja J. Madernieku piedalīties žurnāla “Vērotājs” noformēšanā. 1904. gadā aizsākās viņa sadarbība ar izdevniecību “Zalktis” (grāmatu vāki Augusta Saulieša stāstiem, 1904; titullapa almanaham “Zalktis” Nr. 4, 1908; vinjetes mēnešrakstam “Zalktis” Nr. 1, 1908); vienlaikus J. Madernieks sadarbojās arī ar citiem izdevējiem, piemēram, veidojot grafisko noformējumu Haralda Elgasta romānam “Zvaigžņotās naktis” (1905, izdevējs nav zināms).

1904. gadā J. Madernieks sāka strādāt par zīmēšanas un kompozīcijas skolotāju Almas Birģeles lietišķās mākslas skolā, Rīgas Latviešu daiļkrāsotāju palīdzības un veicināšanas biedrības zīmēšanas un daiļkrāsošanas vakara skolā, vairākās privātās mācību iestādēs un amatniecības kursos. Vienlaikus viņš atvēra savu Zīmēšanas un glezniecības studiju, kas darbojās līdz 1914. gadam.

Kopš 1903. gada J. Madernieks aktīvi studēja etnogrāfisko mantojumu. Jaunrades meklējumus laikmetīga, latviska ornamenta jomā J. Madernieks 1913. gadā apkopoja oriģinālzīmējumu krājumā “Ornaments”. Viņš bija viens no pirmajiem, kas pievērsās burtu grafiskam risinājumam, to uzbūve nereti tuvināta ornamenta stūrainajiem ritmiem.

Pirmā pasaules kara laikā – 1915. gadā – J. Madernieks devās bēgļu gaitās uz Maskavu, strādāja evakuētajā Larinas sieviešu ģimnāzijā Maskavā, Latviešu skolotāju biedrības komercskolā un A. Birģeles mākslas amatniecības klasē, rakstīja recenzijas par Maskavas izstādēm.

Rīgā J. Madernieks atgriezās 1920. gadā un sāka strādāt par zīmēšanas skolotāju Rīgas pilsētas 1. ģimnāzijā. Letas salonā sarīkoja retrospektīvu personālizstādi un izvērsa intensīvu radošo darbību, kas iezīmējās ar estētisko uzskatu maiņu un jauniem formālās izteiksmes meklējumiem. Turpināja strādāt lietišķajā grafikā, sadarbojās ar grāmatu un žurnālu izdevējiem (Pāvila Rozīša stāstu krājums “Miglas svilpe” izdevniecībā “Vaiņags”, 1920; Jāņa Ezeriņa noveļu krājums “Dziesminieks un Velns” Anša Gulbja apgādā, 1920). Ierosmes abiem izdevumiem rastas futūrisma un kubisma mākslinieciskās izteiksmes principos. Savukārt 20. gadu reklāmas un firmu zīmes J. Madernieks izpildīja Art Deco stilistikā (piemēram, Eduarda Rozīša Baltijas krāsu fabrikas zīmols, 20. gs. 20. gadi). 30. gados lietišķās grafikas kompozīcijās diagonālo līniju ekspresija mākslinieka darbos pieklust, tās bieži iecerētas simetriskas un līdzsvarotas. Šajos gados viņš veidoja dekoratīvus dabas tēlojumus, kas bieži rotāja žurnāla “Atpūta” vākus.

20. gs. 20. gadu sākumā J. Madernieks turpināja sabiedrisko interjeru projektēšanu. Izstrādāja griestu un sienu dekoratīvi ornamentālās apdares un mēbeļu dizainu, kas stilistiski tuvojās modernisma formveides izpausmēm (Rakstnieku pils interjers Siguldā, 1923), vai akcentēja nacionālajam romantismam radnieciskas iezīmes. Nozīmīgākais J. Madernieka mākslinieciskā stila paraugs sabiedriskajiem interjeriem tapis laikā no 1925. gada līdz 1926. gada sākumam, kad Valsts kanceleja pasūtīja māksliniekam astoņu telpu metus griestu un sienu dekoratīvai apdarei. J. Madernieka mākslinieciskās izteiksmes līdzekļu kopums, asās, zāģa zobiem līdzīgās pakāpienveida šķautnes, trīsstūru un rombu stūri, līniju nepārtrauktā maiņa, diagonāļu uzsvērums bija pārliecinošs un vērienīgs Art Deco paraugs (krāsziedā košais un ornamentāli bagātais interjeru rotājums nav saglabājies). 1927./1928. gadā tika projektēta interjera apdare un mēbeles Vidzemes artilērijas pulkam, kur akcentēta nacionālā romantisma stilistika, (nav saglabājies). Mākslinieks veidoja dizainu mēbeļu iekārtām privātpersonām, sadarbojās ar mēbeļu rūpnieku Jāni Skultānu. J. Madernieks piedāvāja metus gandrīz visās lietišķās mākslas nozarēs, bet ar laiku arvien vairāk pievērsās tekstilmākslai domātu ornamentālu kompozīciju radīšanai, kur turpināja izkopt ornamenta uzbūves principus, meklējot iespējas saskaņot tautas mākslas mantojumu ar laikmetīgiem mākslas strāvojumiem. Audumu kompozīcijas risinātas ģeometriskās līniju un laukumu formās, apvienotās ar stilizētiem floras un faunas motīviem vai tautas ornamenta atvasinājumiem. Kompozīciju uzbūve tika veidota, izmantojot Art Deco iecienīto ornamenta shēmu vai ievērojot vēsturiski iedibinātas paklāja raksta sakārtojuma tradīcijas.

1930. gadā nāca klajā J. Madernieka sakārtotais oriģinālzīmējumu krājums “Raksti”. Mākslinieka devums saistāms arī ar memoriālo tēlniecību, piemēram, viņš ir veidojis Skultānu ģimenes kapa vietu 20. gs. 30. gados. J. Madernieks bija viens no mākslinieku biedrības “Sadarbs” dibinātājiem (1924) un regulāri piedalījās tās izstādēs. Pēc J. Madernieka metiem izgatavotās mēbeles un tekstilijas tika eksponētas Latvju sieviešu nacionālās līgas izstādēs “Kā veidojas latviešu māja” (1936, 1939) un 1. Latvijas daiļamatniecības izstādē (1937). J. Madernieks piedalījās Parīzes dekoratīvās mākslas salona skatē (1926), un viņa interjera projekti tika izstādīti dekoratīvās mākslas izstādē Parīzē (1928). Mākslinieku biedrības “Sadarbs” izstādē Briselē viņš piedalījās ar ornamentālām kompozīcijām (1930). J. Madernieka 50. jubilejai veltīta izstāde 1951. gadā bija skatāma Padomju Sociālistisko Republiku Savienības Rietumeiropas mākslas muzejā Rīgas pilī (mūsdienās muzejs “Rīgas birža”).

J. Madernieks bija spilgtākais latviešu ornamenta meistars. Viņa darbos redzams nemitīgs lietišķās mākslas latviskā koda meklētāja ceļš, kur saskaras gan jūgendstila estētika, nacionālā romantisma idejas, 20. gs. modernisma virzienu iespaidi un tautas mākslas tradīcijas. Veidojot nozīmīgus sabiedriskos interjerus un mēbeles, daudzveidīgas kompozīcijas tekstildizainam, strādājot grāmatu un lietišķajā grafikā, J. Madernieks lika pamatus latviešu dizainam. Viņa mākslas kritikas joprojām ir vērtīgs izziņas avots. Pie J. Madernieka pirmo māksliniecisko izglītību apguva daudzi vēlāk ievērojami mākslinieki, piemēram, Ansis Cīrulis, Niklāvs Strunke, Romans Suta, Uga Skulme, Kārlis Miesnieks.

Francijas valdība ir apbalvojusi J. Madernieku ar titulu “Akadēmijas virsnieks” (Officier d’Academie) un goda zīmi (1926). J. Maderniekam ir piešķirts IV šķiras Triju zvaigžņu ordenis (1927), Latvijas Kultūras fonda prēmija (1927) un padomju okupācijas laikā – Latvijas Padomju Sociālistiskās Republikas Nopelniem bagātā mākslas darbinieka goda nosaukums (1945).