BeiIBM Kanada nahm Payette dann für zwei Jahre eine Stelle als Systemingenieurin an, bevor sie an derUniversity of Toronto ihr Studium fortsetzte. 1990 erwarb sie den GradMaster of Applied Science im FachInformatik und ging dann an dasIBM-Forschungslabor inZürich (Schweiz). Als Gastwissenschaftlerin arbeitete sie anautomatischer Spracherkennung für Computer. 1992 kehrte sie nach Kanada zurück und forschte ab Januar in Montreal bei Bell-Northern Research auf diesem Gebiet weiter.
Als diekanadische Raumfahrtbehörde (CSA) Anfang der 1990er Jahre neue Astronauten suchte, bewarben sich 5.330 Interessierte. Nach einem halben Jahr Tests und Bewerbungsgesprächen blieben vier Kandidaten übrig, die im Juni 1992 ausgewählt wurden. Julie Payette war die einzige Frau aus dieser Auswahlgruppe.
Gemeinsam mit ihrem KollegenSteve MacLean nahm Payette amJohnson Space Center ab Herbst 1996 an der Raumfahrerausbildung der NASA teil. Sie wurde mit der 16. US-Astronautengruppe zurMissionsspezialistin geschult. Unmittelbar danach wurde Payette für ihren ersten Weltraumflug ernannt, den sie im Mai/Juni 1999 an Bord desSpace Shuttles „Discovery“ unternahm.STS-96 brachte mehrere Tonnen Ausrüstungsteile zur ISS, die für deren Ausbau benötigt wurden. Die Kanadierin bediente auf dieser Mission denRoboterarm der Raumfähre.
Anschließend war Payette als Ansprechpartnerin der kanadischen Astronauten tätig und vertrat die CSA gegenüber der NASA,Roskosmos und derESA. Von 2000 bis 2008 stand sie dem Astronautenkorps Kanadas vor.[2]
Im Februar 2008 wurde Payette ihrem zweiten Raumflug zugeteilt. Unter dem Kommando vonMark Polansky nahm sie an der MissionSTS-127 teil, bei der Teile des japanischenKibō-Moduls zur ISS gebracht wurden.[3] Der Start erfolgte nach mehreren Verschiebungen am 15. Juli 2009, die Landung am 31. Juli 2009. 2010 erhielt sie dieNASA Exceptional Service Medal.
Am 15. Juli 2013 übernahm Payette einen Direktorenposten im staatlichenMontreal Science Centre. Zeitgleich wurde sie Vizepräsidentin der staatlichen ImmobilienfirmaCanada Lands Company.[4] Am 13. Juli 2017 ließ PremierministerJustin Trudeau verlauten, dass KöniginElisabeth II. seinen Vorschlag, Payette zur Generalgouverneurin zu ernennen, angenommen habe.[5] Am 2. Oktober 2017 trat sie als Nachfolgerin vonDavid Johnston ihr Amt an.[6]
CBC berichtete am 21. Juli 2020, Payette habe ein „toxisches Arbeitsumfeld“ an ihrem AmtssitzRideau Hall geschaffen, indem sie Mitarbeiter gemobbt und beschimpft haben soll.[7] Aufgeschreckt durch diesen Bericht leitete derKronrat zwei Tage später eine formelle Untersuchung ihres Verhaltens an.[8] Mehrere ehemalige Mitarbeiter des Montreal Science Centre erzählten der ZeitungNational Post, dass sie während ihrer Zeit bei dieser Institution Zeugen eines ähnlich missbräuchlichen Verhaltens von Payette geworden seien. Andere wiederum beschrieben ihr Verhalten als das Ergebnis rigoros hoher Standards.[9] Am 21. Januar 2021 trat Payette nach Abschluss der unabhängigen Arbeitsplatzüberprüfung als Generalgouverneurin zurück.[10]
Seit ihrem Rücktritt 2021 trägt sie auf Lebenszeit den TitelThe Right Honourable Julie Payette.
Payette ist zweimal geschieden und hat einen Sohn.[11][12] Sie liebt klassische Musik. Sie sang vor ihrer Raumfahrtkarriere im Kammerchor desSymphonischen Orchesters Montreal, im Orchesterchor Tafelmusik Baroque in Toronto und während ihres Aufenthalts in der Schweiz im Piacere Vocale in Basel.