Jurij Alekszejevics Gagarin 1934. március 9-én született a Szmolenszk melletti Klusino faluban egy parasztcsalád harmadik gyermekeként. Apja bútorasztalosként, anyja fejőnőként dolgozott a helyi termelőszövetkezetben. Kisfiúként vészelte át a második világháború alatti és utáni nehéz éveket, a német megszállás idején, 1941 novemberétől egy sárkunyhóban kellett lakniuk, mert a házukba egy német tisztet szállásoltak el.
Sokat éheztek, idősebb testvéreit kényszermunkára hurcolták Lengyelországba. A háború után a család Szmolenszkbe költözött, ahol Jura folytatta középiskolai tanulmányait. 1951-től öntőmunkásnak tanult, majd a szaratovi műszaki főiskolára iratkozott be, ott szeretett bele a repülésbe. Csatlakozott a munkásfiatalok repülőklubjához, majd felvételizett az orenburgi repülőiskolába, ahol 1957-ben első osztályú minősítéssel avatták pilótává. Abban az évben megnősült, házasságából két lánya született. Elena kétéves, Galina egyhónapos volt, amikor apjuk - a világon elsőként - az űrben járt. (Később annyit kellett erről beszélnie az érdeklődő embereknek, hogy gyerekeinek szívesebben mesélt gyerekkoráról, a háborús évekről.)
A hidegháborús űrversenyben a Szovjetunió az Egyesült Államoknál előbb akart embert juttatni az űrbe.
A nyilvánosságra került, korábban titkosított iratok szerint a Vosztok űrkutatási program felelőseire óriási politikai nyomás nehezedett, a feszített iram, a Vosztok-1 hiányos tesztelése miatt rendkívül kockázatos volt az első ember űrrepülése.
Gagarin 1959-ben jelentkezett a programra, háromezer vadászpilóta közül válogatták be a húszfős csoportba, melynek tagjait a Moszkva mellett újonnan épült Csillagvárosban az űrhöz hasonló fizikai körülmények között készítették fel a "történelmi feladatra". A kemény gyakorlatok során nyújtott teljesítményük és testi-lelki adottságaik miatt Gagarint és German Sztyepanovics Tyitovot választották ki. Valószínűleg pillanatnyi kondíciója miatt lett az első számú jelölt Gagarin és Tyitov meg a tartalék, de állítólag szempont volt az is, hogy a kiválasztott nagyszülei is oroszok, szülei munkások vagy parasztok legyenek.
1961. április 12-én Gagarin a Vosztok-1 típusú egyszemélyes űrhajóval helyi idő szerint 9 óra 7 perckor startolt Bajkonurból, útja 108 percig tartott, ez idő alatt egyszer kerülte meg a Földet. Az űrrepülés során a súlytalanság állapotát jól viselte, ceruzával jegyzetelt a fedélzeti naplóba, benyomásait magnetofonra mondta, időnként rádiókapcsolatot is sikerült létesíteni vele. Amikor az űrhajó Föld körüli pályára állt, a TASZSZ nyilvánosságra hozta a világra szóló eseményt. Ma már tudjuk, hogy a Vosztok-1 a tervezettnél magasabb pályán keringett,
a Földre való visszatérése is sokban a szerencsének tudható be, mert a fékezőrakéta nem működött megfelelően, a leszálló- és műszaki egység nem vált szét időben, illetve a légkört elérve tüzes golyóként száguldva fékeződött le.
Eközben Gagarin testére óriási nyomás nehezedett, amit csodával határos módon mégis túlélt. Sikerült időben katapultálnia, ejtőernyőjével a Volgához közeli Szmelovka falu mellett egy szántófölden ért földet.
Útja a szocializmus kapitalizmus felett aratott győzelmének jelképévé vált, Gagarin a Szovjetunió legnépszerűbb embere lett, ezredessé léptették elő, megkapta a Szovjetunió Hőse címet és a Lenin-rendet. Beutazta az egész világot, 1961-ben Magyarországon is járt. Mindenhol a legfelsőbb állami vezetők fogadták, kitüntetéseket kapott, minden "veszélyes" tevékenységtől (még az autóvezetéstől) is eltiltották, és egyedül sehová sem mehetett. 1962-ben a Szovjetunió Legfelsőbb Tanácsának tagjává választották.
A hirtelen rászakadó hírnevet nehezen viselte, házassága megromlott, alkoholproblémái is voltak.
Később a szovjet űrhajósok egységének parancsnoka, majd a róla elnevezett kiképzőközpont parancsnokhelyettese lett.
1968 februárjában repülőmérnöki diplomát szerzett, és ismét repülhetett vadászgépen. Március 27-én rossz időjárási viszonyok közepette szállt fel először egy tapasztalt pilóta társaságában. A MiG-15-ös vadászgéppel végrehajtott gyakorlórepülés közben azonban gépük lezuhant. A roncsokat a vlagyimiri terület egyik faluja, Novoszelovo határában találták meg.
Halálával kapcsolatban a legkülönfélébb pletykák keltek szárnyra, a hivatalos jelentés szerint a gép egy másik repülőgép okozta turbulencia miatt dugóhúzóba került, s bár ebből sikerült kijutnia, a becsapódást már nem lehetett elkerülni.
Gagarin mindössze harmincnégy évet élt, hamvai a Kreml falánál nyugszanak. A világűrben tett utazása új korszakot nyitott az emberiség történelmében, nevét a Hold túlsó oldalán lévő kráter is őrzi, ásványt, kisbolygót is neveztek el róla.
Emlékére 1962 óta április 12. az űrhajózás napja. 2013-ban mutatták be Pavel Parkhomenko orosz rendező filmjét, amelyből közelebbről ismerhetjük meg a világ első űrhajósát.