Ծնվել է գյուղացու ընտանիքում։ 1951 թ. գերազանց ավարտել արհեստավորների ուսումնարանը և Աշխատավոր երիտասարդների դպրոցը, 1955-ին Սարատովի ինդուստրիալ տեխնիկումը։ Այս տեխնիկումում սովորելիս արել է առաջին քայլերն ավիացիայում։
1957-ին ավարտել է Վալերի Չկայովի անվան օդաչուների I ռազմաավիացիոն ուսումնարանը և ծառայել է Կարմիր դրոշի շքանշանակիր հարավային տորմիղի ոչնչացնող ավիացիայի բաժանմունքում։
1961 թվականի ապրիլի 12-ին Գագարինն աշխարհում առաջինը թռավ երկրագնդին մոտ տիեզերային տարածություն «Վոստոկ-1» տիեզերանավ-արբանյակով և 1 ժամ 48 րոպեում պտտվեց երկրագնդի շուրջը։ Այն ժամանակ եղած տեխնիկական հնարավորությունները թույլ չէին տալիս տիեզերանավին վայրէջք կատարել երկրի վրա և այդ պատճառով Գագարինը 7 կիլոմետր բարձրության վրա կատապուլտով անջատվեց տիեզերանավից և իջավ գետնին։ Այս փաստը երկար ժամանակ թաքցվում էր համաշխարհային հասարակությունից։
Թռիչքի հաջող ավարտից հետո Գագարինը կատարելագործում էր իր ունակությունները, սովորեցնում և մարզում էր տիեզերագնացներին, ղեկավարում էր տիեզերանավերի թռիչքները, դրա հետ մեկտեղ կատարում էր մեծ հասարական-քաղաքական աշխատանք։ ԽՍՀՄ Գերագույն խորհրդի VI և VII գումարումների պատգամավոր էր, ԽՄԿԿ Կենտրոնական կոմիտեի անդամ էր։ 1966-ից աստղագնացության և տիեզերային տարածության ուսումնասիրության միջազգային ակադեմիայի պատվավոր անդամ էր։
Պարգևատրվել է Լենինի և բազմաթիվ այլ երկրների բարձրագույն շքանշաններով։
Զոհվել է Վլադիմիրի մարզի Նովոսելովո գյուղի մոտ՝ ուսումնական թռիչքի ժամանակ։ Մահվան վերաբերյալ գոյություն ունեն մի քանի չփաստարկված տեսակետներ։ Թաղված է Մոսկվայում, Կարմիր հրապարակում։
Նրա հիշատակն անմահացնելու համար Սմոլենսկի մարզի Գժատսկը քաղաքը վերանվանվել է Գագարին, իսկ նույն մարզի Գժատսկի շրջանը՝ Գագարինի շրջան։
1968-ին Ավիացիայի միջազգային ֆեդերացիան (ՖԱԻ) հիմնեց Յուրի Գագարինի անվան ոսկե մեդալ։
Յուրի Գագարին 1961թ. ապրիլի 12-ին
Գագարինը կնոջ և ավագ դստեր հետ տանը, 1961թ
Գագարինը դստեր հետ 1961թ ապրիլ
Յուրի Գագարին և Անդրեյ Նիկալաև 1963թ
Տիեզերագնաց Պավել Պոպովիչ 1963թ:
Վալենտինա Տեռեշկովա
Վալենտինա Տեռեշկովա
Ալեքսեյ Լեոնով
Ալեքսեյ Լեոնով
Երգում է տիեզերագնաց Պավել Պոպովիչ
Շաբաթօրյակ տան մոտ, որտեղ ապրում էին միասին: Տղաները մեկ տարի հետո դառնում են հերոսներ` Խուռնով, Պոպովիչ, Նիկալաև, 1962թ:
Անդրեյ և Վալենտինա Տեռեշկովա: Ամուսնությունից հետո նրանք չեն բաժանվել ոչ մի անգամ
Վալենտինա Տեռեշկովա 1963թ
Կրտսեր լեյտենանտ Տեռեշկովա. Առաջին լուսանկարը զինվորական հագուստով