העשייה החינוכית של פרופ' יולי תמיר מתפרשת על פני עשרות שנות הוראה ומנהיגות באקדמיה, שבמהלכן העמידה אלפי תלמידות ותלמידי פילוסופיה וחינוך שלמדו אצלה על אודות לאומיות, ליברליות, זכויות האדם, חינוך כהנחלת ידע וכהגברת המודעות הרעיונית לערכי דמוקרטיה, שוויון, דו-קיום ואהבת אדם.

בנוסף לתלמידים רבים שלמדו אצלה במגוון קורסים, במסגרת לימודי תואר ראשון ותואר שני, פרופ' תמיר אף הנחתה עשרות רבות של תלמידי/ות מחקר לתארים מתקדמים, כולל דוקטורנטים/ות שהגיעו להישגים מרשימים ולדרגות בכירות ביותר באקדמיה בישראל ובעולם.

במסגרת תפקידה כשרת הקליטה בממשלת ברק (1999-2001)  פעלה תמיר לשילוב עולים בחברה ובכללה והקדישה תשומת לב מיוחד לקהילה האתיופיות והשתלבותה בהחברה הישראלית.

במסגרת תפקידה כשרת חינוך בממשלת אולמרט (2006-2009), פעלה פרופ' תמיר, ללא לאות, לשיפור פני מערכת החינוך בישראל, הצעדתה לעידן הטכנולוגיה המתקדמת ולשיפור הישגיה בזירה הבינלאומית, הובילה את רפורמת אופק חדש במטרה  לשפר את זכויות המורים ושכרם, לעצב סולם התקדמות מקצועית למורים ולאפשר להם הוראה פרטנית משמעותית. פרופ' תמיר פעלה לרענן ולגוון את מערכת החינוך ולקדם שוויון וצדק חברתי באמצעות בתמיכה ממוקדת בחינוך הציבורי בכלל ובתי הספר היסודיים, חטיבות הביניים, התיכונים, שהתמודדו עם אתגרים מורכבים וחייבו קידום ושיפור.

כמו כן פעלה תמיר לקידום הוראה משמעותית במסגרת אופק פדגוגי תוכנית שהזרעה את זרעי  הלמידה העצמאית במערכת.