Сын охотника-зверобоя. Родился 8 марта в поселке Уэлен Чукотского национального округа в семье охотника. Окончил семилетку и ушел из родного села. По возрасту он не попал в число тех, кто был командирован в Институт народов Севера, и решил самостоятельно добраться до Ленинграда, чтобы продолжать образование. Начался его долгий, продолжавшийся несколько лет путь в, Ленинград. Надо было зарабатывать на жизнь и на. проезд. Он плавал матросом по Берингову морю, ходил в горы с геологической экспедицией в качестве рабочего, участвовал в зверобойном промысле, был грузчиком гидробазы. Долгий путь дал будущему писателю бесценный опыт жизни.

Когда пришло время получать паспорт, Рытхэу пошел к знакомому геологу и попросил у него имя и отчество (у чукчей не было традиции отчества и фамилии). Так он стал Юрием Сергеевичем, имя же Рытхэу стало ему фамилией.

По пути в Ленинград поступил в Анадырское училище, через некоторое время стал сотрудничать в окружной газете «Советская Чукотка», публиковал свои первые очерки и стихи. В Анадыре встретился с ленинградским ученым П.Скориком, возглавлявшим лингвистическую экспедицию. С его помощью добрался до Ленинграда и в 1948 стал студентом университета. Ему было немногим больше 20 лет, когда в альманахе «Молодой Ленинград», а затем в «Огоньке» и «Новом мире» стали появляться первые его рассказы. Первая большая книга — «Чукотская сага» — вышла в 1956, сразу сделав известным его имя. Затем появился роман «Время таяния снегов», принесшая молодому автору еще большую популярность. Учился на литературном факультете ЛГУ (1949-54).

Печатается с 1947. Творчество Рытхэу посвящено прошлому и новой жизни чукчей, их переходу к социалистической культуре: сборники рассказов «Люди нашего берега» (1953), «Имя человека» (1955), «Чукотская сага» (1956) и др.; трилогия «Время таяния снегов» (1958-67), романы «В долине Маленьких Зайчиков» (1962), «Айвангу» (1964), «Самые красивые корабли» (1967), «Сон в начале тумана» (1969), «Иней на пороге» (1970), «Метательница гарпуна» (1971), повести, очерки, сборники стихов, киносценарии.

В 1989 опубликовал «Интер-континентальный мост (легенда о будущем)».

Произведения Рытхэу переведены на многие языки народов СССР и иностранные языки. Награжден орденом «Знак Почета».

Ю. Рытхэу живет и работает в Анадыре.