Советский военно-морской деятель, адмирал (1953), профессор Военно-морской академии (1962), депутат Верховного Совета СССР, член КПСС с 1940 года, участник Гражданской и Великой Отечественной войны.

Родился 18 октября 1901, Санкт-Петербург в семье казачьего атамана станицы Елизаветинской Александра Петровича Пантелеева (1874—1948). В 1917 году окончил 2-ю Санкт-Петербургскую гимназию (последний выпуск). Отец Юрия — бывший граф, а затем «Герой Труда», после революции стал киноактёром и режиссёром-постановщиком работал на киностудии «Ленфильм» (тогда ещё «кинофабрики Совкино»). Актрисой на той же кинофабрике была и мать Юрия — Анна Алексеевна. Сын однако актером не стал, и в 17 лет, в марте 1918 года он был зачислен добровольцем в команду военных моряков, которая охраняла учреждения Рабоче-Крестьянского Красного Флота в Петрограде. Через некоторое время он стал слушателем курсов морских штурманов, а в ноябре 1918 года был назначен командиром 1-го морского отряда Всеобуча, который с августа 1919 года нес сторожевую службу в устье Невы на линии Лахта — дамба Морского канала на Балтийском море.

В марте 1921 года  участвовал в ликвидации Кронштадтского контрреволюционного мятежа. Через год, в мае 1922 года, был назначен младшим штурманом линейного корабля «Марат». Вскоре его командировали в Москву для совершенствования своего образования, и с декабря 1923 года по февраль 1925 года он являлся слушателем Высших специальных курсов командного состава РККФ. После окончания курсов,  находится на командных должностях Черноморского флота — с февраля по июль 1925 года — штурман подводной лодки «Политрук» Морских сил Черного моря, а с июля 1925 года по апрель 1926 года — старший помощник командира эсминца «Шаумян».

С апреля 1926 года по декабрь 1928 года был старшим штурманом крейсера «Червона Украина», а затем по октябрь 1930 года являлся помощником начальника отдела боевой подготовки штаба Морских сил Черного моря. После пятилетней службы на Черном море, в октябре 1930 года поступил в Военно-морскую академию имени К. Е. Ворошилова. Окончив Академию в апреле 1933 года, он получил назначение в качестве помощника начальника сектора Управления боевой подготовки Морских сил РККА.

В июне 1933 года был назначен начальником 1-го сектора (оперативной и боевой подготовки) штаба Северной военной флотилии, где с 25 сентября по 21 марта 1934 года исполнял обязанности начальника штаба Северной военной флотилии.С апреля 1935 года по ноябрь 1936 года вновь на Черном море, командует 1-й бригадой подводных лодок Черноморского флота. С ноября 1936 года по август 1938 года там же — командир 2-й бригады подводных лодок.

Летом 1938 года в переведен в Наркомат ВМФ и с августа 1938 по октябрь 1939 года был членом, а затем заместителем председателя Государственной комиссии по приёмке кораблей. В октябре 1939 года капитан 1 ранга назначается начальником штаба Краснознаменного Балтийского флота, и остается на этой должности до 1941 года. К началу войны  уже имел звание контр-адмирала. В конце августа он участвует в Таллинском переходе, командуя отрядом прикрытия.

4 октября контр-адмирал  вступил в командование Ленинградской военно-морской базой, сформированной 29 сентября 1941 года по приказу № К/006 командующего Краснознаменным Балтийским флотом из сил Морской обороны Ленинграда и Озерного района. До апреля 1942 года он одновременно совмещал должности командующего морской обороной Ленинграда и Озёрного района, и командира Ленинградской военно-морской базы. С апреля 1942 года по май 1943 года  являлся помощником начальника Главного морского штаба ВМФ. В мае 1943 года, после Сталинградской битвы, контр-адмирал  был назначен командующим Волжской военной флотилией. До декабря 1943 года он командовал Волжской военной флотилией, организовывая борьбу с немецкими минами на всем протяжении реки от Астрахани до Куйбышева и с честью справился с поставленной задачей.

В декабре 1943 года был переведен в Москву и назначен помощником начальника Главного штаба ВМФ (по июль 1944 года). Через два дня после снятия блокады Ленинграда, 29 января 1944 года,  было присвоено звание вице-адмирал. В июле 1944 года был переведен в Архангельск и назначен командующим Беломорской военной флотилией. В 1944 году Беломорская флотилия, организационно входившая в состав Северного флота, продолжала обеспечивать безопасность морских коммуникаций в Белом море, восточной части Баренцева моря и особенно в Арктике. Операционная зона флотилии растянулась на тысячи километров.

И здесь, часто выходил в море. Так, он лично возглавил очень важную конвойную операцию. Два крупных ледокола — «Сталин» и «Северный ветер» — закончили работу в восточной части Арктики, и их следовало привести в Архангельск, где они были крайне необходимы в связи с приближающимся ледоставом. 8 эсминцев, 5 больших охотников, 5 тральщиков должны были нести охрану ледоколов. Командующий флотилией поднял свой флаг на лидере «Баку», и отряд вышел в море. Несмотря на жестокий шторм, доходивший до 10 баллов, соединение боевых кораблей, встретив ледоколы у Карских ворот, взяло их под охрану. Было это глубокой осенью, когда в Карском море почти круглые сутки темно. Акустики то и дело докладывали о шумах вражеских лодок. Боевым кораблям приходилось менять курс, бомбить места предполагаемого нахождения лодок. Так как подлодки подстерегают свою жертву обычно в узкостях и около мысов, решил следовать не обычными курсами, а обойти наиболее опасные районы. Лодки стали появляться все реже, а затем и совсем отстали. Операция закончилась успешно. В 1944 году командующий Беломорской флотилией  и командующий ВВС Северного флота совместно отвечали за обеспечение английской авиации в ходе ее «челночных операций» по бомбардировке укрывшегося в районе Альтен-фьорда линейного корабля «Тирпиц». Английским бомбардировщикам никак не удавалось добраться до него — не хватало радиуса действия. Самолеты вылетали из Англии, бомбили линкор, а посадку делали в районе Архангельска, затем вылетали из Архангельска, снова бомбили и садились уже на своих аэродромах. С отечественных аэродромов на цель их водили наши штурманы. Также советские летчики проводили разведку перед предстоящими налетами. В ходе этих налетов линейный корабль был потоплен. Король Великобритании наградил английскими орденами многих участников этого подвига, в том числе и советских летчиков. Среди награжденных был и командующий Беломорской флотилией, ответственный за «челночную» операцию.В марте 1945 года был назначен командующим Беломорским морским оборонительным районом Северного флота. В этой должности он оставался и после Победы, до июля 1946 года, когда вновь был переведен в Главный штаб ВМС, сначала на должность начальника управления боевой подготовки (по апрель 1947 года), потом — заместителя начальника Главного штаба ВМС (с апреля по июль 1947 года) и начальника оперативного управления Главного штаба ВМС (с июля 1947 года по апрель 1948 года).

Позже  успешно сочетал командные должности с педагогической деятельностью — начальник Военно-морской академии имени К. Е. Ворошилова (с апреля 1948 года по август 1951 года), командующий Тихоокеанским флотом (с августа 1951 года по январь 1956 года). 3 августа 1953 года Ю. А. Пантелееву присвоено звание адмирал. В 1954—1958 годах он избирался депутатом Верховного Совета СССР. С января 1956 года по ноябрь 1960 года занимал должность начальника Военно-морской академии кораблестроения и вооружения имени А. Н. Крылова. В 1962 году  стал профессором данной академии, а после объединения двух учебных заведений в единую Военно-морскую академию возглавлял ее до января 1967 года. С января по апрель 1967 года адмирал находился в распоряжении Главнокомандующего ВМФ, а затем до марта 1968 года был профессором-консультантом Ученого совета Военно-морской академии. В марте 1968 года вышел в отставку. 

Был награжден орденом Ленина (1945), 4 орденами Красного Знамени (1922, 1944, 1944, 1948), орденами Трудового Красного Знамени (1981), Нахимова 1-й степени (1945), Отечественной войны 1-й степени (1944), 2 орденами Красной Звезды (1940, 1944), британским орденом Бани III степени (1945), именным оружием (1933, 1952), а также медалями.

Похоронен близ Центральной дороги Серафимовского кладбища. 24 мая 1987 года имя адмирала было присвоено большому противолодочному кораблю проекта 1155, который с 1992 года числится в составе Тихоокеанского флота.