После окончания училища Юрий Петрович Артюхин начинал службу техником эскадрильи в Забайкальском военном округе, а после окончания ВВИА был оставлен в академии и продолжил службу на должности старшего инженера лаборатории кафедры авиационных приборов и автоматов, старшего инженера по электрическому и приборному оборудованию.

В январе 1982 г. Артюхин был назначен на должность заместителя начальника управления ЦПК по научно-исследовательской и испытательной работе. На этой должности он работал до увольнения из рядов Вооруженных Сил СССР в запас по возрасту.

Долгие годы Юрий Петрович Артюхин возглавлял Федерацию лыжного спорта РСФСР, имел первый спортивный разряд по легкой атлетике, стрельбе, был инструктором парашютно-десантной подготовки.

Является автором более 50 научных публикаций, в том числе монографии «Системы управления космических аппаратов, стабилизированных вращением».

Награжден орденом Ленина, орденом Красной Звезды, многими медалями и рядом наград зарубежных государств.

В 1963 г. Ю. П. Артюхин был зачислен в ЦПК в качестве слушателя- космонавта. С января 1963 г. по январь 1965 г. проходил общекосмическую подготовку и после сдачи экзаменов получил квалификацию космонавта ВВС. Командование назначило Артюхина на должность космонавта в отряд военных космических программ, и он приступил к подготовке для полета на корабле «Восход-3» в составе 3-го экипажа вместе с В. А. Шаталовым.

После закрытия программы «Восход» Юрий Петрович проходил подготовку по программе «Звезда», программе облета Луны на корабле «7К-Л1» и по программе «7К-ОК». В качестве оператора связи участвовал в управлении полетами кораблей «Союз-6», «Союз-7», «Союз-8» и «Союз-9» с плавучего научно- исследовательского судна «Космонавт Владимир Комаров», а с судна «Академик Сергей Королев» — в управлении полетом кораблей «Союз-10» и «Союз-12».

До февраля 1973 г. Ю. П. Артюхин в качестве бортинженера первого экипажа готовился для полета на станции «Салют-2», который был отменен из-за разгерметизации кабины станции.

Первый полет в космос Ю. П. Артюхин совершил в качестве бортинженера КК «Союз-14» и первой основной экспедиции на ОПС «Салют-3» вместе с П. Р. Поповичем с 3 по 19 июля 1974 г. Продолжительность полета составила 15 суток 17 часов 30 минут 28 секунд.

В последующие годы Юрий Петрович проходил подготовку по программе военного назначения «Алмаз», по программе испытательного полета на транспортном корабле снабжения для ОПС «Алмаз».