Выдающийся советский этнограф и историк родился 19 ноября 1922 года в городе Южное Харьковской области. Юрий Валентинович происходит из семьи интеллигентов, в частности отец был главным инженером треста стройматериалов, а бабушка известной актрисой в Армении под псевдонимом Мари Забель.
С раннего детства проявлял способности к обучению, интересовался естественными и гуманитарными науками, а также искусством: играл на скрипке, рисовал, писал стихи. Тяжелыми воспоминаниями для Кнорозова было время Голодомора 1932-1933 годов. Высшее образование получил на рабфаке ІІ Харьковского Медицинского Института и в Харьковском государственном университете им. А.М. Горького на историческом факультете, однако обучение было прервано началом войны. Юрий Валентинович не был мобилизован к участию в военных действиях по состоянию здоровья, но занимался строительством военно-оборонительных сооружений.
Поступил в 1943 на исторический факультет в Москву, где и начал интересоваться историей Древнего Востока и заниматься расшифровкой письменности майя. Обучение вновь было прервано мобилизацией в качестве телефониста. Известно, что в его библиотеке были книги майя, доставшиеся ему во время эвакуации немецкой библиотеки в Берлине.
Кнорозов дешифровал письменность майя, составил каталог их иероглифов, который был опубликован в трех томах в Мексике, а за полный перевод рукописей был награжден Государственной премией СССР. В 1990 году Кнорозов получил приглашение в Гватемалу от президента Винисио Сересо Аревало, который отметил ученого президентской Большой Золотой медалью. Также в Мексике в 1995 году Юрий Валентинович за исключительные заслуги перед страной был награжден орденом ацтекского орла.
Умер 31 марта 1999 от пневмонии. Похоронено выдающегося ученого на Кузнечном кладбище под Санкт-Петербургом.