Герой Советского Союза (21.08.1964), заслуженный лётчик-испытатель СССР (21.08.1964), капитан (196..).
Родился 17 ( 4 – ст.ст.) декабря 1917 года в городе Балашов Саратовской области. С 1934 жил в посёлке Лопасня (ныне – город Чехов) Московской области. Работал токарем на механическом заводе. В 1936 окончил 3 курса Подольского индустриального техникума. В 1936-1938 – токарь Лианозовского вагоноремонтного завода. В 1938 окончил Мытищинский аэроклуб.
В армии с 1938. В 1939 окончил Энгельсскую ВАШЛ. Служил в строевых частях ВВС (Забайкальский ВО). В 1940-1942 – лётчик-инструктор Забайкальской ВАШЛ (г.Улан-Удэ). С 1942 вновь служил в строевых частях ВВС.
Участник советско-японской войны: в августе-сентябре 1945 – штурман 718-го истребительного авиационного полка (Забайкальский фронт); совершил 11 боевых вылетов на Як-9.
С октября 1945 – в отставке. В декабре 1945 был осужден и до 1948 находился в заключении. Работал токарем, технологом, старшим диспетчером завода МВД в городе Ворошилов (ныне – город Уссурийск) Приморского края, в 1948 был заведующим клубом НКВД в городе Норильск.
В 1949-1950 работал в ЛИИ техником. В 1950-1951 – заведующий клубом «Стрела» (г.Жуковский).
В январе-декабре 1951 – парашютист-испытатель ЛИИ. Выполнил 7 испытательных катапультирований и несколько десятков парашютных прыжков. 14 мая 1951 выполнил первое в стране катапультирование в скафандре.
С декабря 1951 – на лётно-испытательной работе в ЛИИ. В 1953 окончил курсы лётчиков-испытателей при ШЛИ.
Выполнил первый полёт и провёл испытания «Турболёта» (1957), созданного в ЛИИ под руководством конструктора А.Н. Рафаэлянца. Провёл испытания: Ми-3 на авторотации (1954); опытных автопилотов на Ми-4 (1957); испытания по отстрелу лопастей на Ми-4 (1958); испытания МиГ-21Ф на максимальную скорость; испытания ряда опытных двигателей на самолётах-истребителях; средств спасения; силовой установки Ми-6; Ту-16 и Ан-10 на сваливание (1960); Ту-104 на режимы невесомости; испытания скафандров на МиГ-15, Ил-28, Ту-14 (1951-1953). Участвовал в испытаниях Як-24 (1953-1955), Ми-10 (1959), Ка-22 (1962-1964); в отработке крыльевой заправки Ту-16 (1956). 29 декабря 1962 покинул с парашютом Ми-6, 16 июля 1964 – Ка-22 (командир экипажа – С.Г.Бровцев).
Погиб 6 августа 1967 года на вертолёте Ми-6ПЖ при тушении лесного пожара в районе Марселя (Франция).
В сообщении ТАСС говорилось: «В воскресенье вечером, 6 августа 1967 года, во Франции при тушении большого лесного пожара, в сложных условиях гористой местности потерпел катастрофу вертолёт Ми-6.
Экипаж в составе: командира корабля – Героя Советского Союза, заслуженного лётчика-испытателя СССР Ю.А.Гарнаева, второго пилота Ю.Н.Петера, штурмана В.Ф.Иванова, бортинженера С.А.Бугаенко, бортрадиста Б.Н.Столярова, инженеров-испытателей А.Я.Чулкова, В.П.Молчанова и двух французских специалистов: Сандоза и Тэпфера – погиб».
Гарнаев сжимал органы управления в руках и продолжал ими работать до самой последней секунды, когда близ городка Ля Ров на юге Франции его многотонный вертолёт Ми-6, потерявший управляемость из-за разрушения хвостовой балки, уже плюхнувшись было вынужденно на более или менее удачную площадку сверху плоскогорья, вращаясь, сорвался с обрыва, обрушился вниз на пылающий в ущелье лес и горел там ещё почти пять часов…
Жил в городе Жуковский Московской области. Похоронен в Москве, на Новодевичьем кладбище.
Награждён орденами Ленина (21.08.1964), Отечественной войны 1-й степени (28.08.1945), Трудового Красного Знамени (12.07.1957), медалями.
Его именем названы улицы в Балашове, Жуковском, Улан-Удэ, Феодосии. В Жуковском, на доме, где он жил, и в Балашове, на школе №5, носящей его имя, установлены мемориальные доски. В городе Ле-Ров (Франция) установлен памятник.

ЕГО СТИХИ:
Мукден, Харбин, Мичуринск, Тарту,

Норильск, Архангельск, Ленинград, —

Судьба опять глядит на карту

И выбирает наугад.

Теперь окраины Приморья,

Тайга и сопки — как грибы,
Тяжелый час единоборья

И испытания судьбы.

Здесь море с проседью барашков

Стремится из-под облаков

К всегда открытой нараспашку

Скалистой груди берегов.

Но жизнь — в полете альбатроса, —

Крылатой вольности полна:

Костюм пилота, путь матроса,

И вечный ветер, и волна...