Родился в городе Трускавец Львовской области. Сын военнослужащего. С 1953 года семья жила в Вологодской области. Окончил среднюю школу в городе Кириллов Вологодской области в 1965 году. С 1965 года год работал в Коварзинской средней школе в Вологодской области учителем физкультуры и рисования.
В Вооружённых Силах - с августа 1966 года. Окончил Ленинградское высшее общевойсковое командное училище имени С. М. Кирова (1966-1970), Военную академию имени М. В. Фрунзе (1977-1980), Военную академию Генерального штаба Вооруженных Сил имени К. Е. Ворошилова с золотой медалью (1988-1990).
С 1970 года служил командиром мотострелкового взвода и с мая 1971 года - командиром мотострелковой роты в тяжелой танковой дивизии 28-й общевойсковой армии Белорусского военного округа. Затем служил офицером оперативного отдела штаба армии в Белорусском военном округе (1972-1974); старшим офицером оперативного отдела штаба армии в Группе советских войск в ГДР (1974-1977), старшим офицером 1-го отдела Оперативного управления штаба Ленинградского военного округа (1980-1982), старшим офицером-оператором направления Оперативного управления Главного оперативного управления Генерального штаба Вооруженных Сил (1982-1988), начальником группы там же, офицером для особых поручений при заместителе Министра обороны СССР генерал-полковнике В.А. Ачалове (12.1990-05.1991), генералом для особых поручений при заместителе Министра обороны СССР (05.1991-09.1991), заместителем начальника направления (10.1991-08.1992), начальником направления (08.1992-01.1993) Главного Оперативного управления Генерального штаба Вооруженных Сил, начальником штаба - 1-м заместителем командующего Группой российских войск в Закавказье (01.1993-06.1995). На последних должностях осуществлял руководство действиями российских войск при локализации грузино-абхазской войны 1992-1993 годов и осетино-ингушского конфликта осенью 1993 года.
С июня 1995 года - начальник Оперативного управления - заместителем начальника Главного Оперативного управления (06.1995-08.1997), начальник Главного Оперативного управления (08.1997-27.07.2001), первый заместитель начальника Генерального штаба Вооруженных Сил Российской Федерации (08.1997-19.07.2004). В июне 1999 года поддержал идею и принимал участие в обеспечении марш-броска российских десантников на Приштину. На этих должностях принимал активное участие в переговорах с высшим руководством НАТО, завершившихся подписанием Договора о сокращении стратегических наступательных потенциалов 2002 года.
19 июля 2004 года Указом Президента Российской Федерации В. В. Путина был назначен начальником Генерального штаба Вооруженных Сил Российской Федерации - первым заместителем Министра обороны Российской Федерации. Активно разрабатывал реформу Вооруженных Сил ( большая часть его предложений не была реализована), в области международной безопасности был сторонником принятия адекватных мер против размещения в Европе системы ПРО США и готовности России к нанесению превентивного ядерного удара.
С сентября 2004 года по июнь 2008 года одновременно был членом Совета Безопасности Российской Федерации, а с июня 2005 по июль 2006 - начальник Объединённого штаба Организации Договора о коллективной безопасности.
В декабре 2006 года Президент России В.В. Путин продлил своим указом срок службы генералу Ю.Н. Балуевскому на три года. Однако 3 июня 2008 года Балуевский был освобожден от должности начальника Генерального штаба и в тот же день назначен заместителем секретаря Совета Безопасности Российской Федерации. Ему на смену пришел генерал армии Н. Макаров.
9 января 2012 года освобождён от должности заместителя Секретаря Совета Безопасности Российской Федерации.
Был одним из активных противников военной реформы в России, проводившейся командой Сердюкова до 2012 года. Массовое внедрение коммерческих структур в армию, против которых активно выступал Ю. Балуевкий, привели к колоссальным хищениям бюджетных денег.
Член совета директоров Концерна ПВО «Алмаз-Антей» с июля 2005 года. В настоящее время - советник главнокомандующего внутренними войсками МВД России.
Женат, имеет двоих детей, внучку. В молодости активно занимался спортом (мастер спорта по лыжным гонкам, увлекался биатлоном). Увлекается плаванием, рисованием (акварель), поэзией.