Γεννήθηκε στις 9 Μαρτίου του 1934 σ' ένα μικρό χωριό, 160 χιλιόμετρα δυτικά της Μόσχας. Όταν τελείωσε το σχολείο, το 1950, γράφτηκε σε τεχνική σχολή, με σκοπό να γίνει μεταλλουργός, ενώ στον ελεύθερο χρόνο του παρακολουθούσε μαθήματα πιλότου. Ο εκπαιδευτής του διέκρινε το ταλέντο του και τον σύστησε στην Πολεμική Αεροπορία, όπου διακρίθηκε για τις πτητικές του ικανότητες, την πειθαρχία και τη σωματική του δύναμη.
Στα τέλη του 1959 υπέβαλε αίτηση για το πρώτο πρόγραμμα εκπαίδευσης κοσμοναυτών και παρότι διέθετε τη λιγότερη πείρα μεταξύ των δεκάδων συνυποψηφίων του, επιλέχθηκε για την πρώτη επανδρωμένη διαστημική αποστολή, στις 12 Απριλίου του 1961.
Ταξίδεψε με ταχύτητα 27.400 χιλιομέτρων την ώρα κι έφθασε σε ύψος 327 χιλιομέτρων. Η πτήση διήρκεσε 1 ώρα και 48 λεπτά. Αν και ήταν σύντομη, χρειάστηκε πολύ θάρρος. Κανείς δεν ήξερε πραγματικά εάν ο άνθρωπος θα μπορούσε να επιζήσει στο διάστημα. Οι πιθανότητες επιβίωσης κατά τους επιστήμονες ήταν μόλις 5%, ενώ η ασφαλής επιστροφή του στη Γη φάνταζε ως ένα μάλλον απίθανο ενδεχόμενο. Ουσιαστικά επρόκειτο για μία αποστολή αυτοκτονίας.
Η πτήση του έδωσε απαντήσεις σε πολλά σημαντικά ερωτήματα. Οι λεπτομερέστατες παρατηρήσεις του απέδειξαν ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος συνεχίζει να λειτουργεί το ίδιο καλά και στο διάστημα, διαψεύδοντας μία από τις σημαντικότερες ανησυχίες των επιστημόνων. Επίσης, διαπιστώθηκε ότι η βαρύτητα δεν είναι απαραίτητη για την πέψη. Κατά την εκτόξευση και την επιστροφή του, ένιωσε τη βαρύτητα έξι έως οκτώ φορές μεγαλύτερη απ' ότι στη Γη. Κατάφερε, όμως, να επιβιώσει.
Τραγική ειρωνεία, ο Γιούρι Γκαγκάριν σκοτώθηκε σε αεροπορικό δυστύχημα, στις 27 Μαρτίου του 1968. Είχε επιλεχθεί να ηγηθεί της σοβιετικής αποστολής στο φεγγάρι, αλλά δεν πρόλαβε να επιστρέψει στο διάστημα. Ωστόσο με την ιστορική του πτήση άνοιξε το δρόμο για την κατάκτηση του διαστήματος.
