Летом 1941 года комсомолец Бондарев участвовал в сооружении оборонительных укреплений под Смоленском. Летом 1942 года, после окончания 10 класса средней школы, направлен на учёбу во 2-е Бердичевское пехотное училище, которое было эвакуировано в город Актюбинск.

В октябре того же года курсанты были направлены под Сталинград. Ю. Бондарев зачислен командиром миномётного расчёта 308-го полка 98-й стрелковой дивизии. В боях под Котельниковским (ныне Котельниково) был контужен, получил обморожение и лёгкое ранение в спину. После лечения в госпитале служил командиром орудия в составе 89-го стрелкового полка 23-й стрелковой дивизии Воронежского фронта. Участвовал в форсировании Днепра и освобождении Киева. В боях за Житомир был ранен и снова попал в полевой госпиталь.

За уничтожение в районе села Боромля Сумской области из боевых порядков пехоты трёх огневых точек, автомашины, противотанковой пушки и 20 солдат и офицеров противника был награждён медалью «За отвагу». За подбитый танк и отражение атаки немецкой пехоты в районе города Каменец-Подольский награждён второй медалью «За отвагу».

С января 1944 года воевал в рядах 121-й Краснознаменной Рыльско-Киевской стрелковой дивизии в Польше и на границе с Чехословакией. Член ВКП(б) с 1944 года.

В октябре направлен в Чкаловское артиллерийское училище и после окончания учёбы в декабре 1945 года признан ограниченно годным к службе и демобилизован по ранениям в звании младшего лейтенанта.

Окончил Литературный институт им. А. М. Горького, семинар К. Паустовского (1945–1951).

Дебютировал в печати в 1949 году. Первые рассказы выходили в журналах «Октябрь», «Смена» и «Огонёк». В 1951 году был принят в Союз писателей СССР. Первый сборник рассказов «На большой реке» вышел в 1953 году.

Автор рассказов (сборник «Поздним вечером», 1962), повестей «Юность командиров» (1956), «Батальоны просят огня» (1957; 4-серийный фильм «Батальоны просят огня» по мотивам повести, 1985), «Последние залпы» (1959; одноимённый фильм, 1961), «Родственники» (1969), романов «Горячий снег» (1969; одноимённый фильм, 1972), «Тишина» (1962; одноименный фильм, 1964; 1992), «Двое» (продолжение романа «Тишина»; 1964), «Берег» (1975; одноименный фильм, 1984).

Автор сценария фильма, снятого по роману «Горячий снег» (1972). Один из авторов сценария киноэпопеи «Освобождение» (1970) и фильма «Батальоны просят огня». В основу этих романов положена история красноармейца Свинина Василия Афанасьевича, служившего в полку артиллерии НКВД; из всего личного состава только он один остался в живых, получил тяжёлое ранение. О подвиге Свинина писала в 1944 году газета «Красная Звезда». С 1963 года является членом Союза кинематографистов.

В своих романах 70-х годов XX века и позже писатель напряженно размышляет о судьбах Советского союза и России, во многом предвидит причины развала СССР и последующей деградации советского общества, размышляет о смысле жизни, о смерти, о вреде конформизма, исследует тончайшие чувства и переживания человека в переломные и судьбоносные моменты личной и общественной истории.

Подписал Письмо группы советских писателей в редакцию газеты «Правда» 31 августа 1973 года о Солженицыне и Сахарове.

Депутат и зам. председателя Совета Национальностей ВС СССР 11-го созыва (1984–1989) от Карачаево-Черкесской автономной области. Депутат съезда народных депутатов СССР (1989–1991). Делегат XIX Всесоюзной конференции КПСС (1988).

На XIX Всесоюзной партийной конференции 29 июня 1988 года Юрий Бондарев с трибуны сравнил горбачёвскую перестройку с самолётом, который подняли в воздух, не зная, есть ли в пункте назначения посадочная площадка. Там же он резко осудил очернение советского прошлого и советской действительности, которое тогда разворачивалось в печати и телевидении.

В 1989 заявил, что не считает «возможным быть в составе учредителей советского ПЕН-центра», поскольку в списке учредителей есть те, «с кем я в нравственном несогласии по отношению к литературе, искусству, истории и общечеловеческим ценностям».

Член ЦК Компартии РСФСР (1990–1991). В 1991 году подписал обращение «Слово к народу». В январе 1992 года во главе группы советских писателей сжёг чучело Евгения Евтушенко в знак протеста против преобразования Союза писателей СССР в Содружество Союзов писателей.

В 1994 году публично отказался принять орден Дружбы народов по случаю своего 70-летия от Б. Ельцина. Свою позицию он выразил в телеграмме на имя президента России, в которой указал: «Сегодня это уже не поможет доброму согласию и дружбе народов нашей великой страны».

Член правления (с 1967), секретарь правления (1971–1991), член бюро секретариата (1986–1991) и председатель правления Союза писателей России (декабрь 1990–1994).

Был председателем правления Российского добровольного общества любителей книги (1974–79), членом редколлегии журнала «Наш современник» (вышел из редколлегии в знак протеста против публикации романа А.Солженицына «Октябрь Шестнадцатого»). Член Высшего творческого совета СП России (с 1994), почетный сопредседатель СП Подмосковья (с 1999). Член редколлегий журналов «Наше наследие», «Роман-газета», «Кубань» (с 1999), «Мир образования — образование в мире» (с 2001), газеты «Лит. Евразия» (с 1999), Центрального совета движения «Духовное наследие». Академик Академии российской словесности (1996).

Почётный член Санкт-Петербургской общественной организации Академии русской словесности и изящных искусств имени Г. Р. Державина.

6 марта 2014 года Ю. Бондарев подписал обращение Союза писателей России к Федеральному собранию и Президенту России Путину, в котором выразил поддержку действиям России в отношении Крыма и Украины.

15 марта 2019 года Премьер-министр РФ Дмитрий Медведев поздравил Ю. Бондарева с 95-летием, отметил большой жизненный путь писателя, остававшегося неравнодушным к судьбе страны, твёрдо отстаивавшем свою позицию, не идущем на компромиссы с собственной совестью.