Ο Γιούρι Αλεξέγιεβιτς Γκαγκάριν γεννήθηκε στις 9 Μαρτίου 1934 στο χωριό Κλούσινο, στη σημερινή περιφέρεια Σμολένσκ της Ρωσίας. Οι γονείς του, Αλεξέι Ιβάνοβιτς Γκαγκάριν και Αννα Τιμοφέεβνα Γκαγκάρινα, εργάζονταν σε ένα σοβχόζ (συλλογικό αγρόκτημα). Στο χωριό του εισέβαλαν οι γερμανικές δυνάμεις όταν ο Γιούρι ήταν μόλις επτά ετών, με αποτέλεσμα η οικογένειά του να εκδιωχθεί από το σπίτι τους και να περάσει τους επόμενους 21 μήνες σε μια καλύβα.
Παρά τις δυσκολίες, ο νεαρός Γιούρι αποδείχθηκε αρκετά καλός μαθητής –ειδικά στη μηχανική και τα μαθηματικά–, με κλίση και στα αθλήματα. Ενώ είχε ξεκινήσει μαθητεία σε μεταλλουργείο, επιλέχθηκε για περαιτέρω εκπαίδευση σε μια τεχνική σχολή στο Σαράτοφ.
Εκεί εντάχθηκε στην Αερολέσχη, όπου έμαθε να πετάει ελαφρά αεροσκάφη. Το 1955, μετά την ολοκλήρωση της τεχνικής εκπαίδευσής του, εισήχθη στη Στρατιωτική Σχολή Πιλότων του Όρενμπουργκ. Στη συνέχεια, τοποθετήθηκε στην αεροπορική βάση Λουοστάρι της περιφέρειας Μούρμανσκ. Έγινε υποσμηναγός τον Νοέμβριο του 1957 και ανώτερος υποσμηναγός δύο χρόνια αργότερα.
Όταν η Σοβιετική Ένωση έλαβε την απόφαση να εκτοξεύσει άνθρωπο στο διάστημα, ξεκίνησε μια μυστική διαδικασία επιλογής σε εθνικό επίπεδο το 1960. Ο Γκαγκάριν ήταν ανάμεσα στους 20 πιλότους που επιλέχθηκαν. Στη συνέχεια, εντάχθηκε σε μια ομάδα εκπαίδευσης, γνωστή ως «Έξι Σότσι», η οποία περιλάμβανε τα άτομα που θα αποτελούσαν τους πρώτους κοσμοναύτες του προγράμματος Βοστόκ.
Οι υποψήφιοι κοσμοναύτες υποβλήθηκαν σε πειράματα σχεδιασμένα να δοκιμάσουν τη σωματική και ψυχολογική αντοχή κάθε υποψηφίου.
Τελικά, επικράτησαν οι Γιούρι Γκαγκάριν και Γκέρμαν Τίτοφ, λόγω της απόδοσής τους στην εκπαίδευση, καθώς και των φυσικών τους χαρακτηριστικών – το μικρό πιλοτήριο του «Βοστόκ» χρειαζόταν μικρόσωμους άνδρες και το ύψος του Γκαγκάριν δεν ξεπερνούσε το 1,57μ. Τελικά, τον Απρίλιο του 1961 έγινε ο πρώτος άνθρωπος που ταξίδεψε στο διάστημα με το «Βοστόκ 1».
Μετά από αυτή την επιτυχημένη πτήση, έγινε παγκόσμια διασημότητα. Μάλιστα έκανε πολλές περιοδείες για να προβάλει το σοβιετικό επίτευγμα, ακόμα και σε χώρες της Δύσης – μεταξύ άλλων στην Ελλάδα (Φεβρουάριος 1961) και τη Μεγάλη Βρετανία. Η τελευταία, μάλιστα, υπήρξε ιδιαίτερα πετυχημένη – γεγονός που μάλλον προκάλεσε έκπληξη. Έχει ενδιαφέρον δε το γεγονός ότι η περιοδεία στη Βρετανία πραγματοποιήθηκε σε μια ευαίσθητη στιγμή στις σχέσεις Ανατολής-Δύσης· ήταν λίγες μόνο ημέρες πριν από την αποτυχημένη εισβολή στην Κούβα, την οποία υποστήριξαν οι ΗΠΑ, και λίγους μήνες πριν από την κατασκευή του Τείχους του Βερολίνου.
Αργότερα πέρασε μερικά χρόνια εργαζόμενος σε σχέδια για ένα επαναχρησιμοποιήσιμο διαστημόπλοιο. Προήχθη σε αντισμήναρχο τον Ιούνιο του 1962 και στη συνέχεια σε σμήναρχο τον Νοέμβριο του 1963.
Ενώ είχε αναλάβει την εκπαίδευση κοσμοναυτών, όταν η πτήση του Κομάροφ με το «Σογιούζ 1» κατέληξε σε συντριβή, οι Σοβιετικοί τού απαγόρευσαν πλέον τόσο να εκπαιδεύει όσο και να συμμετέχει σε περαιτέρω διαστημικές πτήσεις.
Το μοιραίο, ωστόσο έμελλε να έρθει με διαφορετικό τρόπο. Στις 27 Μαρτίου 1968, ο Γκαγκάριν απογειώθηκε με μαχητικό αεροσκάφος, τύπου MΙG-15UTI, μαζί με τον εκπαιδευτή Βλαντίμιρ Σεριόγκιν για μια εκπαιδευτική πτήση ρουτίνας από την αεροπορική βάση Τσκάλοφσκι. Η κατάληξή της όμως ήταν τραγική, καθώς το αεροσκάφος συνετρίβη κοντά στην πόλη Κίρζαχ.
Ο Γκαγκάριν τάφηκε στον τοίχο του Κρεμλίνου, στην Κόκκινη Πλατεία.
