Член-корреспондент АН СССР, лауреат Сталинской премии, - новатор изучения геологии россыпей, петрологии, металлогении и т.д. Родом - из Ярославской губернии из семьи военнослужащего. Организованность, любознательность, патриотизм, острый ум, физическая сила и работоспособность получены им в детские и юношеские годы.
Окончив реальное училище в 1918г., отслужив в Красной Армии (1919-1921гг), он проходит становление в Ленинградском горном институте, у таких корифеев как Н.И. Трушков, В.И. Серпухов, Н.Н. Яковлев и др. Ленинград в те годы был средоточением геологической мысли. Здесь находился высший отраслевой орган - Геологический комитет страны, лучший минералогический музей и богатейшие библиотеки. Достаточно сказать, что все отчёты по геологическим изысканиям России как официальных геологов Геолкома, так и частных компаний, поступали в бывшую столицу России.
Воспитанный на идеях классической русской литературы о первичности интересов общины, государства, Родины, Юрий Александрович не ограничивался прослушиванием лекций, а много занимался самостоятельно, просматривая весь геологический материал, предпочитая при этом сведения как отечественных первопроходцев, в том числе из акционерных обществ "Охотскзолото" и "Амурзолото", так и зарубежных. Он уже в стенах института познакомился с работами Вальтера Пенка, Уильяма Девиса и многих известных к тому времени специалистов. Первые свои научные статьи он выполнил, будучи ещё студентом. Из дискуссий с единомышленниками Юрий Александрович вынес твёрдое убеждение, что наибольшие перспективы имеют труднодоступные территории востока и северо-востока России.
С 1926г. по 1928 гг. он работает геологом в "Алданзолото", осмысливая геологическое строение района и закладывая основы поисково-разведочных работ среди хаоса старательских отработок. Первая геологическая карта этого региона составлена им. Он также является "родоначальником" алданской школы геологов.
Лидерство его было замечено, и ему предложили возглавить экспедицию Института цветных металлов (впоследствии ВСЕГЕИ) в Якутии. Результатом работ экспедиции стал весьма точный прогноз золотоносности бассейна р. Алдан, а собранные материалы послужили основанием для работ по вулканизму Верхне-Амгинского и Тыркандинского районов, петрологии Ыллымахского интрузива, и в целом - послеюрских щелочных интрузий Алданского района, а также металлогении. Затем Юрий Александрович работает техническим руководителем, а потом главным геологом Геологоразведочной базы, внедряя созданную им новую методологию геолого-поисковых работ. Наука и производство в нём сливались в одно целое.
В 1928 году возглавил Первую Колымскую экспедицию. входе которой были обнаружены богатые месторождения золота на Колыме. При создании ДАЛЬСТРОЯ был назначен на должность главного геолога треста. Ю.А.Билибин работал на северо- востоке страны до 1935 года.
В 1934-1935гг. Ю.А. Билибин организует изыскания в верховьях р. Колымы, дав в итоге, оправдавшийся впоследствии, крупнейший в практике прогноз золотоносности вдоль, выделенного им, главного батолитового пояса. В 1936 г. заканчивает "Основы геологии россыпей", опубликованную в 1938г и неоднократно переизданную в СССР и многих зарубежных странах.
Практически нет такой геологической дисциплины, в которую бы Юрий Александрович не внёс существенный вклад. Например, алюмогидрокальцит - новый минерал. (Зап. Рос. мин. об-ва. Сер.2. – 1926. - С. 243-258), тектоника Нижнезейской впадины (Избр.: Т.2. - С. 479-487), локализация золотоносности в связи с тектоникой Северо - Востока СССР (там же. - С. 216-232), о хребтах Северо-Востока Азии (Пробл. сов. геол. – 1935. - Т. 5, N 12. – С. 1079-1085), металлогения Якутской АССР (Междунар. Геол. Конгресс, XYII сес., СССР. - М.;Л.: ОНТИ, 1937. - С. 136-137), об активной и пассивной мерзлоте (Изв. Гос. геогр. о-ва. – 1937. – Т. 69, вып. 3. – С. 409-411), об одном из способов изображения Менделеевской таблицы (Изв. АН СССР. Сер. геол. – 1939. – N 5. – С. 5. – С. 172-175), к геохимии щелочных магма (Избр.: Т.З. –С. 496-504); общие вопросы метеллогении из 12 глав, начиная с формулирования понятия тектоно-магматического цикли и кончая метеллогеническими поясами, зонами и принципами анализа локальных структур (Избр.: Т.3. – С.7-60), к четвертичной геологии южной части Алданской плиты (Академику В.А. Обручеву к пятидесятилетию научной и педагогической деятельности: Т.2. - М.;Л.: АН СССР, 1939. – С. 257-268), о возрасте некоторых золоторудных месторождений Колымского района (Сов. геология. – 1940. – N 5-6. – С. 182-184), о геохимических типах орогенических зон (Избр.: Т. 2. – С.426-433), к вопросу о вертикальной зональности рудных месторождений (там же. –С. 419-425), некоторые наблюдения в одной брекчиевидной кварцевой жиле, (там же, С.237), оливиновые и щелочные базальты Анюйско-Омолонского района (Избр.: Т. 1. – С. 215-256), проблема образования гранитов и руда (Там же. – С. 257-263), к вопросу изображения интрузивных пород на _геологических картах (Избр.: Т.3. –С. 505-515), геоморфологические исследования как основа поисков и разведок сложных типов россыпей (Избр.: Т.2. – С. 363-376), к стратиграфии Балейского района в Забайкалье (Избр.: Т.3. – С. 315-318), металлогенические провинции и металлогенические эпохи и т. д.
Объединяющим стержнем большинства его работ является теоретическая и практическая золотоносность. С разработанных собственных методологических позиций им изучена металлоносность Казахстана, Забайкалья, Дальнего Востока, Якутии, Магаданской области. В Якутии он дал характеристику Анабарской, Вилюйской, Алданской, Тимптоно-Олёкминской, Среднеколымской и Верхоянской металлогенической провинций, описал геоморфологию Аллах-Юньского золотоносного района.
В годы Великой Отечественной войны он результативно занимался исследованием редкометальных месторождений, работал два года главным геологом Главзолото, затем возвращается во ВСЕГЕИ и организует сектор металлогении. В 1943г он защитил докторскую диссертацию, а в 1946 избирается член-корреспондентом АН СССР.
Раскрытие реальных закономерностей Природы обусловило особую ценность информативности работ Юрия Александровича. Весьма обширные накопленные им знания ставят его в один ряд с основоположниками мировой геологии. Здравый смысл, глубочайшая интуиция, фанатичность в работе прослеживаются во всех его трудах. Заложенные им идеи ещё долго будут служить человечеству.
Умер в 1952 г., в Ленинграде. Похоронен на Волковском православном кладбище. На доме, где в 1925 - 1949 жил Ю. А. Билибин (Большой просп. В. О., 56), мемориальная доска. Одна из улиц города Магадана названа в честь Ю.А.Билибина. Также в честь названы: хребет в горной системе Черского, поселок Билибино и атомная станция (Чукотка), вулкан в бассейне реки Большой Анюй (Якутия)