Юрий Андреевич Белов родился 31 июля 1930 года в городе Ржев Западной области РСФСР (ныне — Тверская область).
Окончил ВГИК (мастерская Б. Бибикова и О. Пыжовой) в 1955 году. Уже через год стал знаменит благодаря роли Гриши в фильме «Карнавальная ночь».
Затем, в течение семи лет, один за другим на широкий экран вышли фильмы с участием актёра, которые закрепили его успех среди зрителей и сделали Юрия Белова одним из самых популярных актёров советского кино. Вот самые популярные: «Девушка без адреса», «Неподдающиеся», «Королева бензоколонки». В последних двух фильмах он играл в паре с Надеждой Румянцевой — состоялся блистательный актёрский дуэт.
Позже был актёром Театра-студии киноактёра.
Герои Юрия Белова отличаются неповторимым жизнелюбием и обаянием, благодаря чему они так полюбились зрителю. В реальной жизни же за актёром закрепилась репутация «странного человека», «не от мира сего».
В середине 60-х годов из-за неосторожного высказывания о руководстве страны (по другим данным, после неудачной попытки самоубийства) актёр оказался в психиатрической лечебнице, после чего его карьера пошла под откос. Его начали сторониться, давали роли лишь в эпизодах. В фильме «Стоянка поезда — две минуты» (1972) заметно постаревший Белов в последний раз сыграл главную роль. После этого наступило практически полное забвение.
Актёр был вынужден зарабатывать на жизнь частным извозом. Садясь в его «Москвич», купленный в годы былой популярности, пассажиры с трудом узнавали в немолодом водителе главного киновесельчака 50-60-х. Переживая из-за своей невостребованности, Белов начал злоупотреблять алкоголем, его здоровье с каждым годом ухудшалось. В своём последнем фильме «Двое и одна» (1988) Юрий Андреевич появился в очередной крохотной роли уже тяжело больным.
Умер Ю. А. Белов под утро 31 декабря 1991 года, так и не дождавшись новогоднего показа фильма «Карнавальная ночь», который он любил смотреть, вспоминая свою молодость. Похоронен Юрий Андреевич на Кунцевском кладбище Москвы, участок № 10.
У Юрия Белова был непродолжительный роман с бывшей однокурсницей, актрисой Надеждой Румянцевой.
Был женат на актрисе Светлане Швайко, которая скоропостижно скончалась от рака вскоре после смерти Юрия Белова. Их сын Святослав родился в 1976 году.
Лауреат Всесоюзного кинофестиваля в номинации «Премии для актёров» за 1960 год.