Юсиф Гейдар оглы Мамедалиев родился в 1905 года в городе Ордубад Нахичеванской АР.
В 1923 году он поступает в Высший Бакинский педагогический институт. В 1926 году, после успешного окончания института он 3 года преподавал в средней школе. В 1929 году поступил на второй курс химического факультета МГУ, который окончил в 1932 году. Он был учеником Н. Д. Зелинского и А. А. Баландина и одним из первых выпускников лаборатории органического катализа кафедры органической химии химического факультета по специальности «органический катализ». По окончании МГУ работал в Москве на химическом заводе № 1, а затем был переведен в Азербайджан, где вначале заведовал кафедрой органической химии Азербайджанского сельскохозяйственного института, а затем работал (1933—1945) в Азербайджанском нефтяном исследовательском институте, где стал руководителем лаборатории. Здесь и раскрылся замечательный талант молодого ученого. Работы его были посвящены актуальным в то время научным проблемам нефтехимии и органического катализа и теснейшим образом связаны с развитием отечественной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Некоторые разработки были положены в основу создания новых промышленных процессов.
Начиная с 1934 года он вел большую педагогическую работу в Азербайджанском университете им. С. М. Кирова, последовательно занимая должности доцента, профессора, зав.кафедрой и ректора (1954—1958).
В 1933 году Юсиф Мамедалиеву была присуждена ученая степень кандидата химических наук без защиты диссертации.
В 1942 году стал доктором химических наук и в 1943 году профессором, в 1945 году академиком АН Азербайджанской ССР (с момента создания этой академии). Был директором Нефтяного института АН АзССР. В 1946 году выдвинут на работу в Министерство нефтяной промышленности СССР, где стал председателем Научно-технического совета министерства.
В 1951—1954 г. был академиком-секретарем отделения Физики, химии и нефти АН Азербайджанской ССР, в 1954—1958 г. ректором Азербайджанского государственного университета.
В 1947—1951 годах и в 1958—1961 годах Юсиф Гейдар оглы Мамедалиев избирался Президентом АН Азербайджанской ССР. По инициативе Юсифа Мамедалиева был создан Институт нефтехимических процессов в Баку.
В 1958 году Юсиф Мамедалиев избран членом-корреспондентом АН СССР. Он удостоен многих правительственных наград. Высшая награда — орден Ленина — была вручена ему в годы Великой Отечественной войны за активную работу по обеспечение фронта важнейшими нефтепродуктами.
Ю. Г. Мамедалиев скончался в 1961 году.
Основные научные работы Юсифа Мамедалиева связаны с каталитической обработкой нефти и нефтяных газов. Он является основоположником нефтехимии в Азербайджане. Он предложил новые методы хлорирования и бромирования разных углеводородов с участием катализаторов и особенно указал пути получения тетрахлоруглерода, метилхлорида, метиленхлорида и других ценных продуктов при помощи хлоризации метана, сначала на стационарном катализаторе, а потом на горячем слое. Исследования в области каталитического алгидирования ароматических, парафинных, циклопарафинных углеводородов при помощи непредельных углеводородов дали возможность синтеза в промышленном масштабе компонентов авиационных топлив.
Важнейшие работы выполнены в области каталитического ароматизирования бензинной фракции бакинской нефти, получения моющих средств, кремнеорганических соединений, производства пластмасс из пиролизных продуктов, изучения механизма действия нафталанской нефти. Мамедалиев имел большие заслуги в подготовке высококвалифицированных кадров. Неоднократно представлял Азербайджан на съездах, конгрессах и симпозиумах, проводимых в СССР, США, Италии, Франции, Англии, ПНР, МНР и в других странах.
Формирование Азербайджанской астрофизической обсерватории, Фонда рукописей, Сумгаитского химического научного центра и других научных учреждений Азербайджана учреждений связаны с именем Ю. Мамедалиева. Созданная им Азербайджанская школа нефтехимии известна и за пределами республики.
При Шемахинской астрофизической обсерватории, был создан поселок им. Юсифа Мамедалиева (Пиркули).
Ю. Г. Мамедалиев автор свыше 200 научных трудов, в том числе 6 монографий.