В 1928 году окончил Киевский институт народного образования.
Преподавал в Киевском Политехническом институте (1932—1934).
В 1934—1941 гг. работал в Институте химии АН УССР, с 1941 по 1944 год — в Химическом институте Узбекского филиала АН СССР, с 1944 года — в Институте общей и неорганической химии В.И. Вернадского АН УССР (в 1960—1973 гг. — директор, с 1973 по 1987 год — заведующий отделом).
Одновременно с 1974 года — профессор Киевского университета.
В 1957—1961 гг. возглавлял Отделение химических и геологических наук АН УССР.
Юрий Делимарский — автор более 800 научных работ, среди которых 21 монография, 83 изобретения.
Избранные научные работы:

«Электрохимия расплавленных солей» (в соавторстве). M., 1960;

«Электролитическое рафинирование тяжелых металлов в ионных расплавах» (в соавторстве). М., 1975;

«Электрохимия ионных расплавов». М., 1978 и др.
Ученый внес существенный вклад в термодинамику и электрохимическую кинетику ионных расплавов.
Один из авторов открытия (1975) явления переноса металла с катода на анод при электролизе таких расплавов. Создал полярографию расплавленных солей.
Один из создателей новой отрасли промышленности — электротехнического производства тяжелых и легкоплавких металлов.
Главный редактор «Украинского химического журнала» (1968—1988).
Награжден орденами Трудового Красного Знамени, «Знак Почета», Октябрьской Революции (1984), Золотой медалью АН СССР имени Д.И. Менделеева (1979) и др. медалями.
Умер 4 июня 1990 года в Киеве.
Енциклопедiя Сучасної України
Википедия (укр.)
Сайт Института общей и неорганической химии имени В.И. Вернадского НАН Украины (история института)