Народився в Донецькій області. Закінчив Харківський авіаційний інститут ім. М.Є. Жуковського (1982р.) за спеціальністю "літакобудування" з присвоєнням кваліфікації інженера-механіка. Працював на Київському авіаційному виробничому об'єднанні інженером-програмістом. Закінчив аспірантуру Київського політехнічного інституту. Працював у Київському політехнічному інституті (нині – Національний технічний університет України “КПІ”) асистентом, старшим викладачем, доцентом кафедри нарисної геометрії, інженерної та комп'ютерної графіки.
У 1994-1997 рр. навчався у докторантурі. Захистив докторську дисертацію з теми "Комп’ютерні методи деформативного конструювання геометричних об’єктів на основі політканинних перетворень".
З 1997 року працює в Інституті педагогіки АПН України старшим науковим співробітником, з 1998 року – завідувачем лабораторії.
Автор монографії "Політканинні перетворення у деформативному конструюванні геометричних об’єктів", навчально-методичного посібника "Комп'ютерна графіка у старших класах", співавтор двох галузевих (САПР/ТПВ авіаційної промисловості) монографій, навчально-методичного посібника-монографії "Інформатизація середньої освіти: програмні засоби, технології, досвід, перспективи", навчальних посібників "Спеціалізована комп’ютерна технологія підготовки юридичних документів із застосуванням інформаційно-пошукових систем та офісних програмних засобів", "Методичні підходи до використання комплексу навчально-розвивальних ігрових програм з курсу "Сходинки до інформатики" у початкових класах", "Довідничок з креслярсько-графічного редактора "Компас-Графік 5.Х" , "Комп’ютерне моделювання в системі "Компас-3D V7", "Біологія та екологія з комп’ютером", а також 12-ти навчально-методичних розробок для вищої школи та чотирьох навчальних програм за вибором (з грифом МОН України) для старшої профільної школи. Список його публікацій загалом містить 295 позицій.
За його участю організовано видання збірника наукових праць Інституту педагогіки АПН України “Проблеми сучасного підручника” та науково-методичних журналів “Комп’ютер у школі та сім’ї”, "Інформатика та інформаційні технології в навчальних закладах". Юрій Олександрович є автором концепції і розробником першого в АПН України веб-сайту для всесвітньої мережі Інтернет.
На даний час Дорошенко Ю.О. – завідувач лабораторії навчання інформатики Інституту педагогіки АПН України, доктор технічних наук, професор, головний редактор науково-методичного журналу "Інформатика та інформаційні технології в навчальних закладах".