1925 - Si forma all'Università di Torino con Lionello Venturi
1928 - Aderisce al Partito Nazionale Fascista, verso il quale maturerà un atteggiamento sempre più critico, seguendo il modello di Croce e Lionello Venturi, pur scegliendo di continuare a lavorare dentro le istituzioni del regime.
1930 - Esordisce con gli articoli Palladio e la critica neoclassica e Il pensiero critico di Antonio da Sant'Elia;
1931 - Si laurea con la tesi "La teoria di architettura di Sebastiano Serlio".
1933 - Entra nell'amministrazione Antichità e Belle Arti insieme a Palma Bucarelli, sua compagna di studi, diventando ispettore a Torino, poi a Modena e infine a Roma alla Direzione Generale, dove elabora assieme a Cesare Brandi il progetto dell'Istituto Centrale del Restauro oltre ad essere redattore della rivista Le Arti.
1936-1937 - Pubblica due volumetti sull'architettura medievale
1937-1938 - Pubblica un manuale di storia dell'arte per i licei.
1939 - Sposa Anna Maria Mazzucchelli, già redattrice della Casabella di Pagano e Persico.
1942 - Collabora regolarmente con la rivista Primato, fondata e diretta da Giuseppe Bottai, e con Il ventuno domani, fondata da Felice Chilanti, Francesco Pasinetti e Vasco Pratolini.
1948 - Nel dopoguerra interviene in difesa dell'arte astratta e dell'architettura moderna occupandosi anche di urbanistica, di museologia, di design; pubblica monografie su artisti rinascimentali, mettendo a frutto i suoi legami con studiosi del Warburg Institute e utilizzando in modo molto personale il metodo iconologico (Brunelleschi, 1955; Fra' Angelico, 1955; Botticelli, 1957); elabora una nuova interpretazione dell'arte barocca attraverso le chiavi della "tecnica" e della "rettorica" (Borromini, 1952; L'architettura barocca in Italia, 1957; L'Europa delle capitali, 1964).
1955 - Inizia l'insegnamento universitario a Palermo
1959 - A Roma riceve la cattedra di Storia dell'arte moderna); è direttore della sezione moderna dell'Enciclopedia Universale dell'Arte e partecipa alla fondazione de Il Saggiatore di Alberto Mondadori;
1958 - Entra a far parte del Consiglio Superiore Antichità e Belle Arti
1962 - crea l'ISIA di Roma istituzione per la formazione dei giovani designer.
1968 - Pubblica la Storia dell'arte italiana, seguita da L'arte moderna 1770-1970,
1969 - E' fondatore della rivista Storia dell'arte.
1983 - si dedica con determinazione alla difesa del patrimonio artistico e alla riforma delle leggi di tutela (molti interventi sono raccolti nei volumi Dodici leggi per i Beni Culturali e Discorsi parlamentari).
1991-92 - il Partito Democratico della Sinistra gli affida l'incarico di "ministro" dei beni culturali e ambientali nel cosiddetto "governo ombra".
1974 - 1986 Curò una rubrica sui temi dell'arte su L'Espresso. e nel 1983 gli venne conferito il titolo di professore emerito.
1982 - Donò la sua biblioteca all'Università di Roma
1987 - fu eletto presidente della Casa editrice Einaudi; nel 1990 divenne presidente della «Fondazione Filiberto Menna». 1990 - Pubblicò il suo ultimo libro: Michelangelo architetto (in collaborazione con Bruno Contardi).
1991 - crea la fondazione dell'Associazione Bianchi Bandinelli con l'intento di promuovere il dialogo e la cooperazione tra il mondo della ricerca e quello della tutela.
1992 - morte, a Roma.
Il 21 aprile 2009, con Decreto del Ministro per i Beni e le Attività Culturali, è stato istituito il Comitato Nazionale per le celebrazioni del centenario della nascita di Giulio Carlo Argan] che ha visto come Presidente onorario la Prof.ssa Paola Argan, figlia dello storico d'arte. Il logo del Comitato è stato disegnato dallo scultore Nicola Carrino].
Il film L'educazione di Giulio (regia di Claudio Bondì), realizzato nel 2000, è liberamente ispirato all'adolescenza di Giulio Carlo Argan.
