En 1917 se traslada a Madrid, donde obtiene por oposición una plaza como topógrafo delineante del Ministerio de Hacienda. Pese a ello, su vocación artística le lleva a recibir clases de pintura de Fernando Álvarez de Sotomayor, director del Museo del Prado. A partir de 1922 centra su actividad en el grabado, siendo invitado a la Bienal de Venecia de 1926.

Desde entonces recorre el mundo, siendo París, Hamburgo, Nueva York, Montevideo, Buenos Aires, Río de Janeiro, Praga, Madrid, Barcelona o Sevilla algunas de las ciudades en las que expone su obra. En 1951 organiza la muestra Goya y el grabado español, con la que visita América, Filipinas, Japón y Oriente Medio. Julio Prieto Nespereira es un promotor infatigable de la obra gráfica; funda el grupo de grabadores Los veinticuatro, es presidente de la Agrupación Española de Artistas Grabadores y promueve, en 1967, la creación del Museo Nacional del Grabado Contemporáneo y Sistemas de Estampación en Madrid, del que será primer director.

Sus obras más destacadas son las series de grabados Hombres de mar, Mujeres del campo gallego y Peces rotos. Entre otras distinciones, recibió el Premio Nacional de Grabado, las medallas de oro al Mérito en las Bellas Artes y al Mérito en el Trabajo, la Encomienda de la Orden de Isabel La Católica y el Premio Duque de Alba del Círculo de Bellas Artes.