З 27 жовтня 1993 року по 28 жовтня 1994 року проходив строкову військову службу в Збройних Силах України.

10 листопада 2022 року Юрій Романенко був призваний на військову службу за призовом під час мобілізації до 105 прикордонного загону Державної прикордонної служби України.

До виконання службових обов’язків ставився відповідально. Чітко дотримувався вимог і правил експлуатації машин відповідно до встановленої нормативно-технічної документації, якісно забезпечував обслуговування, зберігання та ремонт закріпленої техніки, підтримував її у справному стані, вчасно вносив пропозиції начальнику прикордонної застави щодо ремонту техніки, її модернізації. Дотримувався мір безпеки при використанні службової техніки.

Після виходу підрозділу на безпосередню лінію державного кордону, несення служби даним військовослужбовцем здійснювалося безпосередньо на україно-російській ділянці державного кордону. Виконував бойові завдання на ділянці відповідальності шостої прикордонної застави, яка кожного дня піддавалася атаці з боку російських військ.

З 23 грудня 2024 року старший солдат Юрій Романенко виконував бойові завдання на ділянці відповідальності 3 прикордонного загону Державної прикордонної служби України на Харківському напрямку, перебуваючи в оперативному підпорядкуванні 1 бригади оперативного призначення «Буревій» Національної гвардії України.

25 грудня 2024 року старший солдат Юрій Романенко зайшов на спостережну позицію «Честер» в районі н.п. Глушківка. У зв’язку з мінометними обстрілами захід на позицію здійснювався в темний час доби.

27 грудня 2024 року противник здійснив мінометний та артилерійський обстріл по спостережної позиції «Честер» в районі н.п. Глушківка Куп’янського району Харківської області. Внаслідок обстрілу було втрачено зв’язок із старшим солдатом Юрієм Романенком.

Спостережна позиція «Честер» перебувала під постійним ворожим вогнем. Масовані мінометні та артилерійські обстріли позиції в батальйонному районі оборони противником не припинялися. Старший солдат Юрій Романенко вважався зниклим безвісти.

Із-за щільного та постійного мінометного та артилерійського обстрілу з боку противника, лише 06 січня 2025 року військовослужбовцями першого відділу прикордонної служби прикордонної комендатури швидкого реагування вдалось підійти до спостережної позиції «Честер» та розпочати проведення евакуації загиблих військовослужбовців. 07 січня 2025 року тіло старшого солдата Юрія Романенка доставлено до моргу в населеному пункті Шевченкове.

Старший солдат Романенко Юрій Володимирович загинув 27 грудня 2024 року внаслідок множинних травм декількох ділянок тіла, вибухової травми.

За особисту мужність і самовіддані дії, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, вірність військовій присязі старший солдат Романенко Юрій Володимирович нагороджений медаллю «Захиснику Вітчизни» (посмертно).