Родился 26 февраля 1952 в Донецке. С 1969 по 1974 г. учился на физическом факультете Киевского государственного университета им. Т. Г. Шевченко, по окончании которого начал работать в университетской Астрономической обсерватории. С 1977 г. вся его научная жизнь связана с Главной астрономической обсерваторией НАН Украины, где он прошел путь от инженера до заведующего отделом физики звезд и галактик.

Юрий Иванович начал научную деятельность из теоретических исследований проблемы формирования звезд первого поколения в веществе с первичным химическим составом. Он одним из первых рассчитал скорость ударной диссоциации молекулярного водорода, который играет роль основного агента в охлаждении вещества, не содержит тяжелых элементов; детально проанализировал особенности процесса первоначального звездообразования и определил параметры звезд первого поколения; показал, что верхний предел их масс обусловлено механизмом фотодисоциации молекулярного водорода в протозоряних объектах, причем на первоначальных этапах она была существенно выше, чем в нынешних условиях. Ученый теоретически обосновал возможность образования карликовых галактик в среде с низким содержанием тяжелых элементов.

Теоретические работы Ю. И. Изотова стали основой для организации крупных программ, которые предусматривают наблюдения галактик с активным звездообразования с целью решения таких ключевых проблем астрофизики, как происхождение и эволюция галактик, химическая эволюция вещества во Вселенной, в частности определение величины одного из фундаментальных космологических параметров – содержания первичного гелия.

В период с 1988 по 1992 г. по инициативе ученого выполнялась большая программа спектральных и фотометрических наблюдений в сотрудничестве с учеными из Бюраканская астрофизической обсерватории АН Армении, Специальной астрофизической обсерватории (САО) Российской АН и Главной астрономической обсерватории НАН Украины. Работали на крупнейшем в СНГ оптическом шестиметрового телескопе. Объектом наблюдений были 350 голубых компактных галактик из Первого и Второго Бюраканская обзоров. В рамках этой программы Ю. И. Изотов нашел значительное количество галактик с экстремально низким содержанием тяжелых элементов – кандидатов на молодые галактики. Одним из фундаментальных результатов этих исследований стало открытие быстрого движения ионизированного газа в голубых компактных галактиках, который по своей энергетикой близок к тому, что наблюдается в галактиках с очень большой светимость в дальнем инфракрасном диапазоне.