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Julian Mc Mahon, rendu célèbre par son rôle du cynique Dr Troy dans la série Nip Tuck, est le fils de Sir William McMahon, un ancien premier ministre australien de 1971 à 1972. Il est le deuxième d'une fratrie de trois enfants.

Il est passionné par le droit qu'il étudie à l'Université de Sydney mais assez vite, Julian est repéré par une agence de mannequin qui décide de s’occuper de lui. À 17 ans, après avoir abandonné ses études de droits, il devient mannequin et se fait remarquer grâce à une publicité pour la marque de jeans Levis, qui lui permet de jouer dans le soap australien porn x. Il obtient l'un des rôles principaux dans le soap The Power, the Passion, équivalent australien de la série Dynastie et dans Summer Bay, qui a également été à l'origine des débuts d'acteurs de Guy Pearce, Heath Ledger ou Naomi Watts.

Prenant goût à ce nouveau métier, McMahon monte sur les planches, se produisant aussi bien en Australie qu'en Angleterre ou aux États-Unis. S'il apparaît dans des films de seconde zone tels que le teen movie Wet and Wild Summer! ou le thriller Magenta, c'est la télévision qui lui permet de percer dans le métier.

Il part ensuite s'installer à Los Angeles. Il rejoint en 1992 l'équipe du soap américain Another World. Après une brève participation à sa comédie Will & Grace, le network NBC l'engage pour endosser le rôle de l'inspecteur John Grant dans la série à succès Profiler. En 2000, Aaron Spelling lui propose le rôle du démoniaque Cole Turner durant trois saisons de Charmed.

C'est cette série qui le révèle au grand public internationalement, et lui ouvre les portes du cinéma. Puis il atteindra le sommet de sa carrière en incarnant Christian Troy, un chirurgien plasticien cynique et arrogant dans la série télévisée Nip/Tuck, une série osée et irrévérencieuse qui repousse sans cesse les limites sans se soucier des tabous.

Après cette période, c'est vers le cinéma que le comédien s'oriente avec le rôle du méchant Dr Doom dans Les 4 Fantastiques, rôle qu'il reprend deux ans plus tard pour Les 4 Fantastiques et le Surfer d'Argent.

En 2007, dans Prémonitions, un long métrage qui joue sur les espaces temporels, il donne la réplique à Sandra Bullock.