Юрий Маленченко родился 22 декабря 1961 года в городе Хрущев (сейчас это Светловодск). С 1983 года он служил в Тирасполе в 684 гвардейском истребительном авиационном полку. В марте 1987 зачислен в отряд космонавтов решением Межведомственной комиссии.
Всего Юрий совершил пять продолжительных полетов в космос, и в общей сложности провел вдали от Земли 641 сутки. Свой первый полет он осуществил в качестве командира "Союз ТМ-19" и ОК "Мир" вместе с Талгатом Мусабаевым. Продолжительность полета тогда составила 125 суток.
В 2000 году произошел второй полет в качестве специалиста в экипаже шаттла Атлантис STS. Уже через три года состоялся и третье путешествие в качестве командира седьмой экспедиции МКС и корабля "Союз ТМА-2" вместе с Эдвардом Лу. Тогда-то и состоялась знаменитая космическая свадьба.
Со своей будущей женой Екатериной Дмитриевой он познакомился в Хьюстоне, штат Техас, где проходили предполетные тренировки. Екатерина примерно на 15 лет моложе своего супруга. Ее родители эмигрировали в США из СССР когда девочке было всего четыре года. Юрий сделал предложение своей будущей супруге за четыре месяца до полета еще на Земле. Свадьбу хотели провести в августе, когда Маленченко вернется на Землю.
Однако Центр управления полетами сообщил, что космическое путешествие продлится несколько дольше положенного, до 28 октября. Тогда космонавт решил не переносить дату свадьбы, о чем уведомил Центры управления России и США. Несмотря на то, что жених находился в космосе, а невеста на Земле, свадьбу решили провести по видеосвязи.
Десятого августа 2003 года жених и невеста смотрели друг на друга через экраны мониторов, произнесли слова клятвы и сами себе надели обручальные кольца. По некоторым сведениям, не переносить свадьбу и отпраздновать ее во что бы то ни стало, решила невеста. Обручальное кольцо для жениха и галстуки-бабочки для него и свидетелей доставили на МКС с грузовым кораблем "Прогресс". Марш Мендельсона исполнил свидетель на синтезаторе.
Пока новоиспеченный муж летел над Землей, Екатерина с родственниками и друзьями отпраздновала событие в итальянском ресторане "Вилла Капри" в городке Клиэр Лейк рядом с Хьюстоном. Розовое свадебное платье для невесты сшили в самом престижном салоне Хьюстона, а обручальное кольцо, такое же, как у Маленченко, изображало Солнечную систему. Драгоценные камни на золоте выложены как планеты Солнечной системы. Жених на праздновании в ресторане присутствовал в качестве картонной фигуры в полный рост, с которой невеста с удовольствием фотографировалась.
Несмотря на успешность столь необычной брачной церемонии, появились сообщения, что NASA и Росавиакосмос собираются включить в контракт, который заключают все космонавты, пункт о запрете подобных свадеб.
Свой крайний на данный момент полет Юрий осуществил летом 2012 года в качестве бортинженера экспедиций МКС-32 и МКС-33. Он стартовал на корабле "Союз ТМА-05М" в качестве командира корабля. Успешно приземлился 19 ноября 2012 года.