Юрий Романенко родился 1 августа 1944 года в поселке городского типа Колтубановский, Оренбургская область. Мальчик вырос в семье военнослужащего. В возрасте семи лет поступил в первый класс средней школы № 1 в городе Северодвинск, Архангельской области. Впоследствии семья переехала в Санкт-Петербург, а затем в Калининград. В 1961 году окончил школу № 23.
Далее работал бетонщиком на заводе № 11. До 1962 года числился слесарем в воинской части № 55408 в Калининграде. Затем по призыву отправился в вооруженные силы. В 1966 году Романенко окончил Черниговское высшее военно-авиационное училище летчиков по специальности «Боевое применение и эксплуатация самолетов». Позднее получил диплом заочного отделения Военно-воздушной академии имени Юрия Гагарина по специальности «Командно-штабная оперативно-тактическая авиационная». Затем, с 7 декабря 1966 года Юрий Викторович служил летчиком-инструктором, а с 19 июля 1969 года старшим летчиком-инструктором 702-го учебного авиационного полка Черниговского ВВАУЛ.
Приказом Главнокомандующего ВВС № 505 Романенко зачислен в отряд космонавтов Центра Подготовки Космонавтов на должность слушателя-космонавта. С мая 1970 по июнь 1972 года проходил общекосмическую подготовку. В начале июля того же года назначен космонавтом 1-го отдела 1-го управления. В 1972 году проходил подготовку в составе группы космонавтов по программе «Спираль». В октябре - декабре 1977 года проходил подготовку в качестве командира первого экипажа по программе первой основной экспедиции на долговременной орбитальной станции «Салют-6», вместе с Георгием Гречко.
Первый космический полет Юрий Романенко совершил с 10 декабря 1977 по 16 марта 1978 года в качестве командира первой основной экспедиции совместно с бортинженером Георгием Гречко на космическом корабле «Союз26» и орбитальном комплексе «Салют-6». Во время полета космонавт выполнил один выход в открытый космос продолжительностью 1 час 28 минут. Продолжительность полета составила: 96 суток 10 часов 7 секунд.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 16 марта 1978 года за успешное осуществление космического полета и проявленные при этом мужество и героизм подполковнику Романенко Юрию Викторовичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
С октября 1979 по сентябрь 1980 года Романенко проходил подготовку к полету на по программе экспедиции посещения в качестве командира первого советско-кубинского экипажа, вместе с Арнальдо Тамайо Мендесом.
Второй космический полет Юрий Викторович совершил с 18 по 26 сентября 1980 года в качестве командира международного экипажа совместно с космонавтом исследователем гражданином Республики Куба Мендесом на космическом корабле «Союз-38» и орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-6». Продолжительность полета составила: 7 суток 20 часов 43 минуты 24 секунды.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 сентября 1980 года за успешное выполнение космического полета и проявленные при этом мужество и героизм полковник Романенко Юрий Викторович награжден орденом Ленина и второй медалью «Золотая Звезда». Также в этом году удостоен почетного звания «Герой Республики Куба».
С сентября 1985 по октябрь 1986 года Романенко готовился в качестве командира дублирующего экипажа по программе второй основной экспедиции на орбитальный комплекс «Мир», сначала вместе с Мусой Манаровым, а затем с Александром Лавейкиным. С октября 1986 по 15 январь 1987 года проходил подготовку по той же программе. В январе 1987 года, когда оба экипажа находились уже на космодроме Байконур, в связи с заболеванием бортинженера основного экипажа Александра Сереброва, экипаж Романенко назначен основным.
Третий космический полет Юрий Романенко совершил с 5 февраля по 29 декабря 1987 года, в качестве командира экипажа. Во время полета выполнил три выхода в открытый космос. Продолжительность полета составила: 326 суток 11 часов 37 минут 59 секунд.
Общая продолжительность трех полетов: 430 суток 18 часов 21 минута 30 секунд. Общая продолжительность четырех выходов в открытый космос: 10 часов 16 минут.
Далее, 11 октября 1988 года Романенко назначен начальником третьего управления Центра Подготовки Космонавтов имени Юрия Алексеевича Гагарина, в связи с чем покинул отряд космонавтов. Оставался в данной должности до увольнения из Вооруженных Сил в звании полковника 2 октября 1995 года. Далее Юрий Викторович занимался общественной деятельностью: выступал с лекциями, посещал мероприятия, писал мемуары.
Воинские звания
Государственные награды
Награды иностранных государств
Награды субъектов РФ
Бронзовый бюст дважды Героя Советского Союза Ю.В.Романенко установлен на его родине.
Бюст Героя также установлен на территории Черниговского ВВАУЛ.
В январе 1978 года администрацией города Северодвинск Архангельской области было принято решение назвать новую улицу именем Советских космонавтов, в честь ознаменования полета космонавтов Романенко и Гречко
В 1978 - выпущена почтовая марка с изображение Романенко и Гречко.
Отец - Романенко Виктор Васильевич, 1916 г.р., командир эсминца, затем старший помощник командира крейсера.
Мать - Романенко (Васина) Лариса Григорьевна, 1917 г.р., военврач, затем домохозяйка.
Брат (сводный, по отцу) - Романенко Владимир Викторович, 1940 г.р.
Сестра - Романенко Ольга Викторовна, 1954 г.р., преподаватель музыки.
Жена - Романенко (Фролова) Алевтина Ивановна, род. 10.10.1950, учительница музыкальной школы.
Сын - Романенко Роман Юрьевич, род. 09.08.1971, космонавт-испытатель ЦПК.
Сын - Романенко Артем Юрьевич, род. 17.05.1977.