Родился в городе Ленинграде 26 сентября 1929 года.
Участвовал в математическом кружке при Дворце пионеров под руководством Залгаллера.
В 1947 году после окончания средней школы он поступил на математико-механический факультет Ленинградского университета. Закончил обучение в четыре года и был оставлен в аспирантуре ЛГУ.
Научным руководителем Ю. Г. Решетняка стал А. Д. Александров.
В 1954 году Ю. Г. Решетняк защитил кандидатскую диссертацию «О длине и повороте кривой и о площади поверхности» и был направлен на работу в Ленинградское отделение Математического института им. В. А. Стеклова (ныне Санкт-Петербургское отделение МИ РАН).
В 1957 году Советским правительством было принято решение о создании нового научного подразделения в центре России — Сибирского отделения Академии наук. Ю. Г. Решетняк в числе первых молодых учёных откликнулся на призыв организаторов СО — академиков М. А. Лаврентьева, С. Л. Соболева и С. А. Христиановича — и уже в конце 1957 с семьёй переехал в Новосибирск, где стал работать в новом Институте математики им. С. Л. Соболева Сибирского отделения Академии наук.
В Новосибирске Ю. Г. Решетняк продолжил начатые в Ленинграде исследования. Здесь окончательно сформировался оригинальный стиль исследований на границе между анализом и геометрией, характерный для Юрия Григорьевича.
В Новосибирске в 1960 году на Объединённом учёном совете СО АН Ю. Г. Решетняк защитил докторскую диссертацию на тему «Изотермические координаты в двумерных многообразиях ограниченной кривизны» (основной результат был получен ещё в аспирантуре ЛГУ).
В Институте математики Юрий Григорьевич создал научное подразделение, ставшее вскоре крупным отделом анализа и геометрии.
В 1966 году по предложению академика А. И. Мальцева его избрали заведующим кафедрой математического анализа Новосибирского государственного университета, которую до этого возглавляли М. А. Лаврентьев и А. А. Ляпунов.
Научная и педагогическая деятельность Ю. Г. Решетняка получила высокую оценку. В 1980 году ему присвоено почётное звание «Заслуженный деятель науки», в 1981 году его избирают членом-корреспондентом РАН по отделению математики, а в 1987 году — действительным членом по тому же Отделению, в 2000 году Ю. Г. Решетняк получил премию им. Н. А. Лобачевского, присуждаемую Российской академией наук.
Ю. Г. Решетняк избран иностранным членом Финской академии наук в 1996 году и почётным членом Московского математического общества в 1997 году. Награждён орденом «Знак Почёта» и медалями, в 1999 году он награждён правительственной медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.
Ю. Г. Решетняк работает в Новосибирском государственном университете с момента его основания. Многолетняя деятельность Юрия Григорьевича, связанная с постановкой и совершенствованием современного курса математического анализа в большой мере способствовала формированию концепции обучения в молодом университете, быстро завоевавшем прочную репутацию высококлассного центра подготовки математиков.
Лекции Ю. Г. Решетняка, его многочисленные учебные пособия по современным разделам анализа и по трудным главам основного курса уже более трёх десятков лет пользуются популярностью у студентов и преподавателей как в НГУ, так и в других ведущих университетах страны. Ю. Г. Решетняком подготовлен учебник «Курс математического анализа в 4-х книгах».