Юрий Оленин родился 13 ноября 1953 года в городе Кировабад, Республика Азербайджан. В 1976 году окончил радиотехнический факультет Ереванского политехнического института. Трудовую деятельность начал инженером Аштаракского филиала ЦНИИ «Комета», расположенного в городе Аштарак, Республика Армения.
С 1978 года трудился инженером лаборатории Специального конструкторско-технологического бюро города Заречный, Пензенская область. Затем являлся старшим инженером, старшим научным сотрудником и начальником вышеуказанного бюро.
В 1986 году, защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук по теме: «Распознавание образов в ближней радиолокации».
Далее, с 1989 года, Юрий Оленин замещал должность главного конструктора Научно-исследовательского и конструкторского института радиоэлектронной техники - НИКИРЭТ.
В 1993 году назначен на пост директора ДГУП НИКИРЭТ. Также являлся заместителем генерального директора Государственного Унитарного Предприятия СНПО «Элерон».
Дополнительное образование получил в 1996 году в Пензенском государственном техническом университет по специальности «Юриспруденция», с присвоением квалификации «Юрист».
В 2000 году окончил курс обучения в Манчестерской школе бизнеса и Немецкой академии менеджмента по программе для высшего руководящего персонала.
Защитил докторскую диссертацию по теме: «Обнаружение и идентификация цели в приземной области радиолокационными методами» в 2002 году.
С 2004 года возглавлял работу ФНПЦ ФГУП «ПО «Старт».
С 2005 по 2007 год параллельно являлся президентом Ассоциации промышленников и товаропроизводителей Пензенской области.
На должность первого вице-президента ОАО «ТВЭЛ» назначен 12 марта 2007 года. В июне того же года занял пост Президента данной организации.
К исполнению полномочий заместителя генерального директора - директора Блока по управлению инновациями Государственной корпорации «Росатом» Оленин Юрий Александрович приступил 26 сентября 2017 года.
Избирался депутатом Совета народных депутатов города Заречного и депутатом Законодательного собрания Пензенской области.
Автор 2 монографий, 2 учебных пособий, свыше 100 опубликованных научных работ в области ближней радиолокации и 20 изобретений. Заслуженный конструктор РФ. Отмечен Орденом Почета.