Родился в городе Ростове Ярославской губернии. В 1919 году окончил Смоленское реальное училище. В 1919 — 1921 годах служил в Красной Армии. С 1921 года учился в Смоленском политехническом институте, затем перевёлся в Ле­нинградский гор­ный институт (ЛГИ), который окончил в 1926 году.

В 1926 — 1928 годах — геолог треста «Алданзолото». Руководитель экспедиции Института цветных металлов в Якутии, давшей точный и детальный прогноз золотоносности бассейна местных рек.

Будучи главным геологом базы геологоразведки на Алдане, добился отправки в центр Колымы для проверки данных о её золотоносности и оценки промышленного значения. Первая Колымская экспедиция (1928) организована по решению Совета Труда и Обороны СССР Геолкомом ВСХН СССР на средства колымской госконторы «Союззолото». Начальником назначен Ю. А. Билибин. Результатом работы экспедиции явилось открытие Северо-Восточного золотоносного региона.

Организовал Вторую Колымскую геологоразведочную экспедицию (руководитель — Цареградский В. А.). В 1931—1932 годах руководитель Колымской базы Главного геологоразведочного управления ВСНХ и геологического сектора ГПУ «Цветметзолото».

Весной 1932  — летом 1933 года главный инженер-геолог технического сектора (впоследствии — Управления добычи полезных ископаемых) дирекции «Дальстроя» и начальник Элекчанской рекогносцировочной геологоразведочной партии.

С 1935 года вёл курс геологии россыпей золота и платины в ЛГИ.

Во время Великой Отечественной войны работал в Средней Азии, затем — в Москве. Защитил докторскую диссертацию.

С 1944 года посвятил себя научной работе во ВСЕГЕИ и в Ленинградском отделении ИГН АН СССР. Автор более 60 научных работ, в том числе фундаментального труда «Основы геологии россыпей» (1938).

Умер 4 мая 1952 года от кровоизлияния в головной мозг. Похоронен в Ленинграде на Литераторских мостках Волкова кладбища.

Наш кинозал

Билибин Юрий Александрович