Gillard, una ex abogada de 48 años, fue elegida por los parlamentarios laboristas reunidos para nombrar al sucesor de Kevin Rudd, cuya popularidad se derrumbó tras una serie de reveses políticos.
Rudd dimitió hace poco a su cargo como jefe del Partido Laborista, después de dos años y siete meses como jefe de gobierno.
Julia Gillard, que ocupaba desde 2007 el cargo de viceprimer ministra, prestó juramento el jueves en una ceremonia organizada unas horas solo después de la rebelión interna en el seno del partido laborista, del que Rudd había abandonado recientemente la dirección.
"He pedido a mis colegas que traigan un cambio en términos de liderazgo, porque creo que un buen gobierno se estaba desviando", dijo. "No iba a permanecer con los brazos cruzados".
"Me siento muy honrada", declaró a la prensa a su salida del Parlamento en Canberra. Sin embargo, admitió que "no había sido elegida por el pueblo australiano" y que pedirá "en los próximos meses al gobierno general de convocar elecciones de forma que los australianos puedan ejercer su derecho original y escoger al primer ministro".
Este golpe en el seno del partido laborista ha sorprendido a todo el mundo, incluidos los expertos.
"La velocidad de los cambios operados es alucinante", admitió la politóloga Elizabeth van Acker. "Ayer a la misma hora, nada auguraba tal desarrollo".
El ministro de Finanzas, Wayne Swan, que goza de una fuerte popularidad por su papel durante la crisis financiera, tomará su lugar como viceprimer ministro.
Kevin Rudd, que fue elegido en 2007, puso término a 11 años de poder del conservador John Howard. Este ex diplomático de rostro liso, apodado "Harry Potter" dentro de su propio partido, permitió a su campo emerger desde el abismo en el que se encontraba.
Goza de gran popularidad hasta hace algunos meses, cuando los laboristas se vieron obligados a tomar decisiones difíciles, como el abandono de un plan Carbono, en el marco de la lucha contra el calentamiento global, y el controvertido proyecto de imponer un impuesto a las superganancias de los grupos mineros.
Este jueves, Julia Gillard contradijo a su predecesor al anunciar el relanzamiento del plan Carbono.
Kevin Rudd, de 52 años, es el primer jefe de gobierno australiano que es apartado del cargo desde hace 19 años, desde que lo fuera su predecesor Bob Hawke, en 1991.
"Yo fui elegido por el pueblo australiano como primer ministro de este país (...) y, de verdad, lo he hecho lo mejor que he podido", declaró, visiblemente emocionado, en una conferencia de prensa de despedida, al lado de su familia.