Юрий Симонов родился в 1941 году в Саратове. Окончил Ленинградскую государственную консерваторию имени Н. А. Римского-Корсакова в 1965 году по специальности «альт» (класс Юрия Крамарова), в 1969 году – по специальности «симфоническое дирижирование» (класс Николая Рабиновича). В 1966 году стал лауреатом II Всесоюзного конкурса дирижеров в Москве, в 1967-м был назначен главным дирижером оркестра Кисловодской филармонии. В 1968 году завоевал I премию на V Международном конкурсе дирижеров в Риме, организованном Национальной академией Санта-Чечилия, став первым советским дирижером – победителем международного конкурса. В том же году по приглашению Евгения Мравинского был принят ассистентом в Заслуженный коллектив Республики Академический симфонический оркестр Ленинградской филармонии.
В январе 1969 года дебютировал в Большом театре СССР оперой «Аида» Верди, спустя год, после триумфального выступления на гастролях театра в Париже, был назначен главным дирижером театра и занимал этот пост в течение пятнадцати с половиной лет. Под его управлением состоялись премьеры опер «Руслан и Людмила» Глинки, «Псковитянка» Римского-Корсакова, «Так поступают все женщины» Моцарта, «Кармен» Бизе, «Замок герцога Синяя Борода» Бартока, балетов «Золотой век» Шостаковича, «Анна Каренина» Щедрина, «Деревянный принц» Бартока. В 1979 году им была поставлена опера «Золото Рейна», ознаменовав возвращение творчества Вагнера на сцену ГАБТа после почти 40 лет. В конце 1970-х годов Юрий Симонов организовал Камерный оркестр Большого театра.
В 1980-е и 1990-е годы выступал с крупнейшими симфоническими оркестрами Европы, США, Канады, Японии. Участвовал во многих международных фестивалях, осуществил ряд оперных постановок в крупнейших театрах мира. В 1982 году дебютировал с оперой «Евгений Онегин» Чайковского в лондонском Королевском театре Ковент-Гарден, четыре года спустя там же поставил «Травиату» Верди. Далее последовали «Аида» в Бирмингеме, «Дон Карлос» Верди в Лос-Анджелесе и Гамбурге, «Сила судьбы» Верди в Марселе, «Так поступают все женщины» Моцарта в Генуе, «Саломея» Р. Штрауса во Флоренции, «Хованщина» Мусоргского в Сан-Франциско, «Евгений Онегин» в Далласе, «Пиковая дама» Чайковского в Праге, Будапеште и Париже (Опера Бастий), оперы Вагнера в Будапеште.
В начале 1990-х годов Юрий Симонов был главным приглашенным дирижером Филармонического оркестра Буэнос-Айреса, в 1994–2002 гг. – музыкальным директором Бельгийского национального оркестра в Брюсселе (ONB). В 2001 году основал оркестр «Лист – Вагнер» в Будапеште. Более 30 лет был постоянным приглашенным дирижером Венгерского государственного оперного театра, в котором поставил десять музыкальных драм Вагнера, включая тетралогию «Кольцо нибелунга», а также «Пиковую даму» Чайковского. Кроме того, в 1994–2008 гг. проводил летние международные мастер-курсы (Будапешт и Мишкольц), которые посетили более 100 молодых дирижеров из 30 стран мира. Венгерское телевидение посвятило Юрию Симонову три фильма.
Дискография маэстро представлена альбомами, выпущенными фирмами «Мелодия», EMI, Collins Classics, Cypres, Hungaroton, Le Chant du Mondе, Pannon Classic, Sonora, Tring International, а также видеозаписями спектаклей Большого театра (Kultur, США).
С 1998 года Юрий Симонов – художественный руководитель и главный дирижер Академического симфонического оркестра Московской филармонии. Под его управлением коллектив исполнил около трехсот программ в Москве, состоялись многочисленные гастроли оркестра по России, США, Великобритании, Германии, Испании, Китаю, Южной Корее, Японии и другим странам. Восторженная зарубежная пресса отмечала: «…Визит оркестра Московской филармонии стал бесспорным триумфом, когда музыканты с наслаждением исполняли музыку их родины и демонстрировали свои лучшие качества, а выразительное дирижирование Юрия Симонова отражало его страсть и погружение в эту музыку. Ошеломляющее выступление русских исполнителей – оркестра мирового класса – и два часа величия музыкального идеала».
4 марта 2021 года Юрий Симонов отметил 80-летие концертом в Зале имени П. И. Чайковского, где оркестром Московской филармонии вместе с маэстро дирижировали его молодые коллеги и ассистенты Игорь Манашеров, Димитрис Ботинис, Алексей Рубин, Николай Цинман и Андрей Колясников.
Активную творческую деятельность дирижер сочетает с преподавательской: в 1978–1991 гг. он вел класс оперно-симфонического дирижирования в Московской консерватории (с 1985 года – профессор). С 2006 года преподает в Санкт-Петербургской консерватории, с 2009 года – в ГМПИ имени М. М. Ипполитова-Иванова. В 2016 году удостоен звания почетного профессора Саратовской консерватории, в 2019 году – Санкт-Петербургской консерватории и ГМПИ имени М. М. Ипполитова-Иванова.
Маэстро проводил дирижерские мастер-классы в разных городах России, а также в Цюрихе, Лондоне, Тель-Авиве, Будапеште, Алма-Ате, Риге; неоднократно делился опытом с молодыми дирижерами на международных и всероссийских мастер-курсах, организованных Московской филармонией. Участвовал в работе жюри конкурсов во Флоренции, Токио, Москве и Будапеште. В 1983 году был председателем жюри V Всесоюзного конкурса дирижеров, в 2011, 2015 и 2019 годах возглавлял жюри по специальности «оперно–симфоническое дирижирование» на Всероссийском музыкальном конкурсе в Москве.
Маэстро проводит также мастер-классы для студенческих оркестров консерваторий Санкт-Петербурга, Саратова, Екатеринбурга. В сентябре 2008 года подготовил программу и провел концерты с Молодежным симфоническим оркестром СНГ в Москве, Баку, Душанбе и Алма-Ате.
В 2017 году учредил ежегодную премию «Стремись стать рыцарем и защитником классической музыки» для лучшего выпускника саратовской Центральной музыкальной школы, которую сам окончил в 1956 году. С родным городом его также связывают постоянное участие в Собиновских фестивалях и выступления с Академическим симфоническим оркестром Саратовской филармонии. В июле 2021 года удостоен звания «Почетный гражданин Саратова».
Юрий Симонов – народный артист СССР (1981), кавалер ордена Почета (2001), удостоен ордена Заслуг Венгерской Республики (офицерский крест, 2001), ордена Звезды Румынии (командор, 2003), ордена Заслуг перед Республикой Польша (1988). Лауреат Премии мэрии Москвы в области литературы и искусства (2008). Кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством» IV и III степени. В 2016 году Международным союзом музыкальных деятелей удостоен Золотой медали «Заслуженный деятель музыкального искусства».