Julie Hagen wurde im Herbst 1824 auf dem Gut Klein-Wrangelshof in der Nähe von Tartu geboren. Den ersten Unterricht erhielt sie von ihrem Vater, dem Maler August Matthias Hagen (1794–1878). Ihre weitere künstlerische Ausbildung, die ihr durch ein Stipendium des Dorpater Bildhauers Franz Karl von Villebois ermöglicht wurde, erfolgte ab 1846 in Dresden bei Friedrich Gonne. Ab 1848 studierte sie in München bei dem Genremaler Moritz Rugendas und dem Porträtisten Joseph Bernhardt.
Ein auf drei Jahre bemessenes Reisestipendium des Zaren Nikolaus I. ermöglichte ihr, von 1851 bis 1854 nach Rom zu gehen, wo sie sich bei dem durch seine Lichteffekte bekannten August Riedel weiter ausbildete und unter anderem ein Genrebild mit dem Titel Eine Frau, am brennenden Kamin ihren Schmuck betrachtend malte.
Im Jahr 1855 nach Livland zurückgekehrt, vermählte sie sich dort mit dem Astronomen Ludwig Schwarz, dem späteren Direktor der Dorpater Sternwarte. Diesen begleitete sie auf einer dreijährigen Forschungsreise nach Ost-Sibirien. Sie lebte in Tartu, wo sie besonders als Porträtmalerin tätig war. 1858 wurde sie zum Mitglied der Petersburger Kunstakademie ernannt.
Sie war besonders für ihre in der Frühzeit entstandenen Blumenbilder und ihre späteren Porträts zahlreicher baltischer Persönlichkeiten bekannt, darunter Karl Ernst von Baer oder Christian Heinrich Pander, malte aber auch Genre- und Landschaftsgemälde sowie Sakrales.
Julie Hagen-Schwarz starb wenige Tage vor Vollendung ihres 78. Lebensjahres am 20. Oktober 1902 in Tartu. Sie fand ihre letzte Ruhestätte auf dem Friedhof Raadi (estn.: Raadi kalmistu), dem größten Friedhof der Stadt. Dort ist ihre Grabstätte erhalten.
Hagen-Schwarz, […] Julie Wilhelmine. In: A. Aarna (Hrsg.): Eesti Nõukogude Entsüklopeedia. Band2: E–Herm. Kirjastus Valgus, Tallinn 1970, S.492 (estnisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Christin Conrad, Christof Trepesch (Hrsg.): "Mut, liebe Julie!": Moritz Rugendas und die Malerin Julie Hagen Schwarz. Wißner, Augsburg 2016, ISBN 978-3-95786-060-6.
Christin Conrad: Kunststudium und Weltgeschehen. Die Briefe der Malerin Julie Hagen aus München 1847–1851. (= Quellen zur deutschen Kunstgeschichte vom Klassizismus bis zur Gegenwart. Band8). Böhlau, Köln 2020, ISBN 978-3-412-51972-8.
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