Geboren in Griesheim (Thüringen) als Sohn eines Pfarrers und Bruder Theodor Froebels, studierte Julius Froebel Geografie und Mineralogie in München, Jena, Weimar und Berlin. 1833 erhielt er auf Empfehlung Alexander von Humboldts in Zürich Lehraufträge an den nach dem liberalen Umsturz 1832 neu gegründeten Bildungsinstitutionen: als Mineraloge an der Universität und als Geograf an der Industrieschule (Vorläufer des MNG Rämibühl).
1838 heiratete er die Seidenfabrikantentochter Kleopha Zeller. Im „Straussenhandel“ politisch radikalisiert, legte der seit seiner Studienzeit politisch engagierte Froebel 1840 seine Lehrtätigkeiten nieder und gründete mit finanzieller Unterstützung seiner Frau das „Literarische Comptoir“, einen Verlag, der unter anderem Georg Herweghs „Gedichte eines Lebendigen“, frühe Gedichte Gottfried Kellers sowie Schriften Friedrich Engels und Ludwig Feuerbachs publizierte. Nach Kontakten mit dem Büchner-Gefährten Wilhelm Weitling und Michail Bakunin des Kommunismus verdächtigt, mit seinem Freund und Unterstützer August Follen zerstritten und mit dem Verlag finanziell gescheitert, kehrte Froebel 1845 nach Deutschland zurück. 1848/49 trat er während der Revolution publizistisch für die nationale Einigung und die Lösung der sozialen Frage ein, wurde Mitglied der Deutschen Nationalversammlung in der Frankfurter Paulskirche und kämpfte im Wiener Oktoberaufstand.
Zum Tode verurteilt und begnadigt, wanderte Froebel nach Amerika aus, wo er bis 1857 lebte. Zurück in Deutschland, gründete er 1862 den grossdeutsch orientierten „Deutschen Reformverein“. Nach der Niederlage Wiens im österreichisch-preussischen Krieg unterstützte er in der von ihm seit 1867 herausgegebenen „Süddeutschen Presse“ die Einigungsbestrebungen Bismarcks. Mit der Gründung des Deutschen Reiches 1871 trat er unter anderem als Konsul in Smyrna und Algier in den Reichsdienst. 1888 zog er sich aus dem politischen Leben zurück und verbrachte die letzten Jahre in Zürich. O.C.