Юрий Луценко родился 14 декабря 1964 года в украинском городе Ровно. В 1989 году он окончил Львовский политехнический институт по специальности «инженер электронной техники», затем служил в армии. С 1989 по 1994 год он работал сначала мастером участка, затем начальником техбюро цеха на заводе им. 60-летия Октября, потом его приняли на должность главного конструктора Ровенского завода «Газотрон».
В 1991 году Юрий Луценко вступил в Социалистическую партию Украины (СПУ). В 1994 году Луценко стал заместителем председателя Ровенского облсовета народных депутатов. В 1996 году — главой комитета экономики Ровенской облгосадминистрации. С сентября 1997 года по сентябрь 1998 года являлся заместителем главы Министерства по делам науки и технологий. С конца 1998 года по апрель 1999 года Луценко работал помощником премьер-министра Украины Валерия Пустовойтенко. Последующие три года Луценко трудился в должности помощника-консультанта народного депутата и лидера Соцпартии Украины Александра Мороза в Секретариате Верховной Рады. В 2001 году стал одним из руководителей акции протеста «Украина без Кучмы», в ходе которой прошли массовые столкновения участников манифестации с представителями правоохранительных органов.
Весной 2002 года Луценко был избран депутатом Верховной Рады и стал членом парламентского комитета по вопросам строительства, транспорта и связи. В 2003 году Луценко возглавил Союз молодых специалистов. Во время так называемой «оранжевой революции» 2004 года он вместе с приверженцами СПУ поддерживал Виктора Ющенко, участвовал в гражданских акциях в Киеве.
4 февраля 2005 года Луценко был назначен на пост министра внутренних дел Украины, таким образом став первым гражданским представителем на должности главы силового ведомства страны. Назначенный на эту должность при коалиционном правительстве Юлии Тимошенко, он сохранил пост после ее отставки в сентябре 2005 года и продолжил свою деятельность в правительстве Юрия Еханурова, а затем и в кабинете Виктора Януковича.
1 декабря 2006 года Луценко был снят с занимаемой должности, на посту министра внутренних дел его сменил бывший однопартиец, член антикризисной коалиции Василий Цушко. 4 декабря Луценко был назначен советником президента Украины.
После отставки с поста министра внутренних дел Луценко объявил о том, что намерен создать оппозиционное гражданское движение «Народная самооборона». Он заявлял о необходимости провести внеочередные парламентские выборы и поддерживал инициативу по досрочному роспуску Верховной Рады. Когда внеплановые выборы стали реальностью, он возглавил список кандидатов от блока «Наша Украина – Народная самооборона» (НУНС). 30 сентября 2007 года Луценко стал депутатом Верховной Рады от блока НУНС. 18 декабря 2007 года он был вновь утвержден министром внутренних дел в составе второго кабинета министров Юлии Тимошенко. 28 января 2010 года Луценко был отправлен в отставку, в тот же день Юлия Тимошенко назначила его первым заместителем министра внутренних дел. Однако 4 февраля того же года он был окончательно снят с должности по решению суда.
В ноябре 2010 года Генпрокуратура Украины возбудила уголовное дело в отношении Луценко. Ему были предъявлены обвинения в присвоении, растрате имущества в особо крупных размерах и в превышении служебных полномочий по статье 191 Уголовного кодекса Украины. С него также была взята расписка о невыезде. 26 декабря экс-глава МВД был задержан по обвинению в злоупотреблении служебным положением во время расследования дела относительно отравления Виктора Ющенко. На следующий день суд санкционировал арест Луценко.
В начале 2011 года Юрию Луценко были предъявлены окончательные обвинения, а на его имущество был наложен арест. В апреле того же года Луценко объявил о начале бессрочной голодовки в знак протеста против незаконного содержания под стражей. В мае он был переведен в медчасть СИЗО, затем в поликлинику из-за ухудшения состояния здоровья. Об окончании голодовки он объявил в конце мая, после слушания по уголовному делу в Печерском суде.
В конце июня 2011 года на имущество экс-министра (размер которого оценивался в 1,7 млн гривен) был наложен повторный арест. В августе начался допрос свидетелей по уголовному делу в отношении Луценко. В сентябре во время очередного медобследования у Луценко обнаружили цирроз печени, однако 27 сентября суд отклонил ходатайство защиты о срочной госпитализации подсудимого. 27 февраля 2012 года Печерский районный суд признал Луценко виновным в совершении должностных преступлений и приговорил его к 4 годам лишения свободы. С учетом того времени, которое политик провел в заключении, ему оставалось отбыть в тюрьме 2 года 10 месяцев. Имущество экс-министра подлежало конфискации, ему было запрещено в течение трех лет занимать руководящие должности.
В начале апреля 2012 года стало известно о вхождении партии «Народной самообороны» в состав партии Юлии Тимошенко «Батькивщина».
Летом 2012 года Европейский суд по правам человека признал арест Луценко незаконным и обязал Украину выплатить 15 тысяч евро в качестве компенсации морального вреда. В августе Луценко был приговорен еще к 2 годам лишения свободы в рамках второго уголовного дела, заведенного по факту служебной халатности, допущенной политиком в ходе расследования покушения на Виктора Ющенко. В результате поглощения сроков в рамках украинского законодательства срок ареста Луценко фактически остался без изменений. Экс-главу МВД этапировали в Менскую колонию в Черниговской области. В начале 2013 года Луценко был доставлен в киевскую больницу, где ему успешно провели операцию по удалению полипов в кишечнике. В феврале 2013 года Луценко было отказано в досрочном освобождении по состоянию здоровья.
5 апреля 2013 года Уполномоченный Верховной Рады по правам человека Валерия Лутковская попросила Виктора Януковича о помиловании Луценко, а 6 апреля вопрос о помиловании экс-министра подняла Комиссия при президенте Украины. 7 апреля президент Украины Виктор Янукович подписал указ о помиловании шестерых осужденных, в числе которых оказался и Юрий Луценко. Однако погасить судимость такой указ не может. Это могут сделать только судебные органы Украины.