Юрий Шаргин родился 20 марта 1960 года в городе Энгельсе Саратовской области.
Окончил школу №15, в 1982 году Военно-инженерную академию имени Можайского по специальности «космические аппараты». После академии Шаргин четыре года работал инженером и старшим инженером на космодроме Байконур, а с 1987 года трудился в военном представительстве при Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени Королева. В 1996 году Юрий Шаргин был отобран на должность кандидата в космонавты-испытатели Главного центра испытаний и управления, а после двухлетнего курса подготовки - на должность космонавта-испытателя (бортинженера) Глaвного центрa испытаний и управления Военно-космических сил. С октября 1998 года началась подготовка к полетам в составе группы по программе МКС. А в 2001 году он был переведен из Военно-воздушных сил в Космические войска с сохранением должности космонавта-испытателя. В конце августа 2004 года кандидатуру Шаргина предложили к назначению бортинженером на корабле «Союз ТМА-5».