Известность художнику принесли работы в музыкальных театрах. По окончании Московского художественного института имени В.И. Сурикова (педагоги — выдающиеся сценографы Михаил Курилко-Рюмин и Валерий Левенталь) Устинов начал работать в Свердловском театре оперы и балета: с 1980 по 1984 — художник-постановщик, с 1985 по 1988 — главный художник. Среди постановок в Свердловске — «Пророк» Кобекина (1984, режиссер Александр Титель, спектакль удостоен Государственной премии СССР), «Севильский цирюльник» (1981), «Князь Игорь» (1988).

Юрий Устинов — сценограф спектаклей «Жизель» Адана в Санкт-Петербургском балете Б. Эйфмана  (1990); «Фауст» Гуно (1992) и «Опричник» Чайковского (1999) в Большом театре; «Травиата» Верди в Театре оперы и балета Воронежа (1995); «Богема» Пуччини (1996), «Сказка о царе Салтане» Римского-Корсакова (1997), «Вольный стрелок» (2021) в МАМТе в постановке А. Тителя; «Черевички» Чайковского (2008), «Голос» («Записки сумасшедшего» Буцко и «Человеческий голос» Пуленка, 2011) в Московском Камерном музыкальном театре имени Б.А. Покровского; «Пиковая дама» Чайковского в Театре оперы и балета Краснодара (2011); «Мадам Баттерфляй» Пуччини (2012), «Риенци» Вагнера (2013) в Саратовском театре оперы и балета.

Работал также в драматических театрах (в Театре им. В.В. Маяковского, Театре на Малой Бронной, Драматическом театре им. К.С. Станиславского и др.).

Постоянно участвует в «Итогах сезона» — выставке произведений московских театральных художников (Москва). Участвовал в молодежных, республиканских и всесоюзных выставках художников театра и кино.

Художник-постановщик кинофильмов и телесериалов: «Рой» (1991), «Мастер и Маргарита» (1994), «Девять неизвестных» (2005), «Застава Жилина» (2008), «Апостол» (2008), «Гамлет. XXI век» (2009), «Черные волки» (2011), «Снайперы» (2012), «Под прикрытием» (2012), «Сводные судьбы» (2015) и др. Работал в кино с режиссерами Юрием Карой, Владимиром Хотиненко, Василием Пичулом, Юрием Морозом, Николаем Лебедевым.

Член Союза художников СССР, России с 1984. Член ВТО / СТД России с 1985.

Член-корреспондент Российской академии художеств (2012), академик РАХ (2020, Отделение театрально- и кинодекорационного искусства)
Персональные выставки Юрия Устинова проходили в Центральном доме художника (Москва, 1996); залах Администрации Президента России (Москва, 1997); в Галерее искусств Зураба Церетели (Москва, 2002); Государственного центрального театрального музея им. А.А. Бахрушина (Москва, 2011, 2018), Белом зале Союза кинематографистов (Москва, 2022).
Произведения художника находятся в собраниях ГЦТМ им. А.А. Бахрушина, Российского национального музея музыки (Москва), Санкт-Петербургского музея театрального и музыкального искусства, Дома музея П.И. Чайковского в Клину, Всероссийского музея А.С. Пушкина на Мойке (Санкт-Петербург), других отечественных и зарубежных галерей, частных коллекциях.
Юрий Устинов — лауреат премий «ТЭФИ» (2008), «Золотой Орел» (2012), удостоен Почетной грамоты Министерства культуры РФ (2012), наград Российской академии художеств.