Юрий Викторович родился 1 августа 1944 года в посёлке Колтубановский Бузулукского района Оренбургской области в семье военнослужащего.
Лётчик-космонавт СССР, Герой Советского Союза, 42-й космонавт СССР и 85-й космонавт мира, командир космических кораблей «Союз-26» («Союз-27»), «Союз-38», «Союз ТМ-2» («Союз ТМ-3»), орбитальных станций «Салют-6» и «Мир», полковник.
В 1966 году окончил Черниговское высшее военно-авиационное училище лётчиков по специальности «Боевое применение и эксплуатация самолётов», в 1981 году – заочное отделение Военно-воздушной академии имени Ю.А. Гагарина по специальности «Командно-штабная оперативно-тактическая авиационная». С 7 декабря 1966 года служил лётчиком-инструктором, с 19 июля 1969 года – старшим лётчиком-инструктором 702-го учебного авиационного полка Черниговского ВВАУЛ.
С 1970 года – в отряде советских космонавтов. 6 июля 1972 года был назначен космонавтом 1-го отдела 1-го управления, а 30 апреля 1974 года – космонавтом 3-го отдела (программа ЭПАС) 1-го управления. С 30 марта 1976 года космонавт группы международных космических программ, с 30 января 1979 года инструктор-космонавт этой же группы.
С 10 декабря 1977 года по 16 марта 1978 года в качестве командира 1-й основной экспедиции совместно с бортинженером Г.М.Гречко совершил свой первый космический полёт на КК «Союз-26» и орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-6». За время полёта экипажа в составе Ю.В.Романенко и Г.М.Гречко на орбитальном комплексе побывали ещё два экипажа: космонавты В.А.Джанибеков и О.Г.Макаров на КК «Союз-27» и первый международный экипаж в составе А.А.Губарева и гражданина ЧССР В.Ремека на КК «Союз-28».
С 18 по 26 сентября 1980 года совершил свой второй космический полёт в качестве командира международного экипажа совместно с космонавтом-исследователем гражданином Республики Куба А.Т. Мендесом на КК «Союз-38» и орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-6». Продолжительность полёта составила 7 суток 20 часов 43 минуты 24 секунды.
С 5 февраля по 29 декабря 1987 года в качестве командира совершил третий полёт в космос совместно с бортинженером А.И. Лавейкиным на КК «Союз ТМ-2» и орбитальном научно-исследовательском комплексе «Мир». Во время полёта выполнил три выхода в открытый космос.
Общая продолжительность трёх полетов – 430 суток 18 часов 21 минута 30 секунд. Общая продолжительность четырёх выходов в открытый космос – 10 часов 16 минут.
11 октября 1988 года был назначен начальником 3-го управления, в связи с чем покинул отряд космонавтов. Оставался в этой должности до увольнения из Вооружённых Сил. С 2 октября 1995 года полковник Ю.В.Романенко – в запасе.
Почётный гражданин городов: Калуга, Бузулук (Россия), Джезказган, Аркалык (Казахстан), Братислава (Словакия), Прага (Чехия), Хьюстон (США).
Бронзовый бюст дважды Героя Советского Союза Ю.В.Романенко установлен на его родине. Бюст Героя также установлен на территории Черниговского ВВАУЛ. Живёт в городе-герое Москве.
