Народився 20 березня 1975 року у Києві.
Вищу освіту здобував у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка у 1992 - 1997 рр., за спеціальністю: "Історія", історик, викладач історії.
1999 року став магістром державного управління в Українській академії державного управління при Президентові України.
2014 року отримав третю вищу освіту в Національному юридичному університеті ім. Ярослава Мудрого, став спеціалістом з Правознавства, юрист.
2010 рік - кандидат філософських наук.
Одружений, дружина — Юлія Вікторівна Павленко (Євсеєва), 1979 р.н. Удвох мають 3 синів. Є молодшим двоюрідним братом української співачки Марії Бурмаки.
З 1991 до 1994 років Юрій Павленко був на керівних посадах в молодіжних громадських організаціях та об'єднаннях.
З червня 1994 до 1998 року - Павленко був депутатом Харківської державної ради народних депутатів Києва.
З 1994 до 1996 років Юрій обіймав посаду кореспондента інформаційного відділу Української республіканської партії.
З січня по травень 1995 року - Павленко головний адміністратор двох фестивалей "Україна. Весна. Славутич" та "Зінтетко".
З липня по вересень 1995 року - завідувач відділу зі зв’язків з громадськістю в мистецькому центрі "Терен".
З 1995 до 1997 року був журналістом, коментатором та ведучим на студії "TV-Табачук".
У березні 1998 року - Павленко був кандидатом у народні депутати України, виборчий округ № 144, Полтавської обл.
Також, у березні 1998 року намагався пройти у Верховну Раду III скликання від Християнсько-демократичної партії України, № 25 в списку.
У 1998 - 2001 роках обіймав посаду директора ТОВ "Євро віжн плюс" та спеціаліста зі зв’язків з громадськістю у ВАТ ПБК "Славутич", торговельна марка пива.
З 1999 до 2002 рр. - Юрій Павленко був головою політичної партії "Організації політичного розвитку", з 2000 "Молодіжна партія України".
14 травня 2002 року пройшов у Верховну Раду України IV скликання за списками партії "Наша Україна", очільник якої був майбутній президент Віктор Ющенко.
Брав участь в президентській кампанії Віктора Ющенка, підтримував Помаранчеву Революцію.
З 7 лютого 2005 до 29 листопада 2006 рр. - отримав посаду Міністра України у справах сім'ї, молоді та спорту в уряді Юлії Тимошенко, вдруге був на посаді з 20 грудня 2007 до 11 березня 2010 року.
2006 - 2007 рр. - Віктор Ющенко призначив Юрія на посаду голови Житомирської обласної державної адміністрації.
З грудня 2006 року призначений на посаду радника президента Віктора Ющенка.
У 2006 та 2007 роках обраний народним депутатом V та VI скликання від "Нашої України".
2 серпня 2010 до 10 серпня 2011 рр. Юрій Павленко був Головою Ради експертів з розвитку місцевого самоврядування, громадської організації "Інститут соціально-економічного розвитку".
У серпні 2011 року за указом Віктора Януковича, Юрія Павленка назначили уповноваженим президента України з прав дитини.
24 лютого 2014 за указом виконувача обов’язків президента України Олександра Турчинова Павленко звільнений з посади дитячого омбудсмена.
З березня 2014 до листопада 2014 - обіймає посаду керівника Центру захисту прав дитини, громадської організації "Служба захисту дітей".
На виборах до Верховної Ради 2014 року - Юрій Павленко обраний депутатом від "Опозиційного блоку", 24-й за списком партії.
У 2019 році був обраний народним депутатом 9 скликання від партії “Опозиційна платформа - За життя” номером 25 у списку як член партії. Член однойменної фракції. Член Комітету з питань гуманітарної та інформаційної політики. Член Політичної Ради партії “Опозиційна платформа - За життя”.
12.09.2019