Окончились военные события, но летчики продолжали боевую учебу. Юрий Гарнаев, как один из лучших пилотов полка, получил назначение в Улан-Удэ, в Забайкальскую военную школу пилотов. С началом Великой Отечественной войны Гарнаев рвется на фронт, но его не пускают: он нужен здесь, в тылу, так как каждый инструктор авиационной школы стоит, по меньшей мере, двадцати боевых летчиков.
Началась война с Японией, и для Ю. Гарнаева настало время боевых действий: в августе-сентябре 1945 г. Ю. Гарнаев, штурман 718-го истребительного авиационного полка, в составе частей Забайкальского фронта принял участие в разгроме японской Квантунской армии, совершив 20 боевых вылетов на истребителе Як-9, и его ратные заслуги были отмечены второй медалью «За отвагу». Войну с Японией он закончил в звании капитана, штурманом истребительного авиаполка.
С 1951 г. Ю. Гарнаев становится летчиком-испытателем самолетов в летно-исследовательском институте, а в 1953 г. инструктором. В 1954 г. Юрий Гарнаев проводит испытания вертолета на режимы авторотации, в 1957 г. испытывает опытные образцы автопилотов на вертолёте Ми-4. В этом же 1957 г. он испытывает «Турболёт», а в 1958 г. демонстрирует его на параде в Тушино. (турболёт - экспериментальный летательный аппарат для проверки работы двигателя и газоструйной системы управления для самолётов вертикального взлёта и посадки).
Азия, Америка, Африка, Европа были свидетелями летного мастерства Ю. Гарнаева. За свою лётную деятельность лётчик-испытатель Юрий Гарнаев освоил 120 различных типов летательных аппаратов. Так же он принимал участие в подготовке первых советских космонавтов к полётам в условиях невесомости. К 1960 г. Юрий Гарнаев становится командиром лётного отряда, членом методического Совета и инспектором по технике пилотирования.
16 июля 1964 г. в испытательном полёте потерпел катастрофу пилотируемый Гарнаевым винтокрыл Ка-22. Не смотря на то, что Юрий Александрович покидал аппарат последним, он остался в живых. В августе 1964 г. за испытания новой авиационной техники и проявленные при этом мужество и героизм заслуженному лётчику-испытателю Юрию Александровичу Гарнаеву было присвоено высокое звание Героя Советского Союза. Юрий Александрович Гарнаев также награжден орденами Ленина, Отечественной войны 1-й степени, Трудового Красного Знамени, медалью «Золотая Звезда» и др.
При тушении с воздуха лесных пожаров во Франции в августе 1967 г. командир вертолёта Ми-6 заслуженный лётчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Ю. А. Гарнаев погиб. Выяснить точные причины катастрофы не удалось. Гарнаев держал управление вертолетом до самой последней секунды, когда близ городка Ля Ров на юге Франции его многотонный вертолёт Ми-6, потерявший управляемость из-за разрушения хвостовой балки, уже сев на площадку сверху плоскогорья, вращаясь, сорвался с обрыва и обрушился вниз на пылающий в ущелье лес.
Похоронен Юрий Александрович Гарнаев в Москве, на Новодевичьем кладбище. Награждён орденами Ленина, Отечественной войны 1-й степени, Трудового Красного Знамени, медалями.
В г. Ля Ров Юрию Гарнаеву установлен памятник. Его имя носит школа № 1 в г. Балашове, на её здании установлена мемориальная доска. Именем героя названы улицы в Балашове, Жуковском, Улан-Удэ, Феодосии. В г. Жуковском и Улан-Удэ на фасадах домов установлены мемориальные доски.
Решением Исполкома Улан-Удэнского Городского Совета депутатов от 13.12.67 г. № 186 одной из улиц поселка Загорск присвоено имя Ю. А. Гарнаева. 29.04.2005 г. по улице его имени в доме № 17 открыта мемориальная доска. «Прежнее название: ул. Одесская [Решение исполкома Улан-Удэнского горсовета трудящихся от 05.10.1953 г., № 399; Ф. Р-661 Оп. 5 Д. 18. Л. 12, 13]; [Переименовать улицу в Железнодорожном районе в честь Героя Советского Союза, заслуженного летчика-испытателя Ю.А. Гарнаева; Решение исполкома горсовета от 13 декабря 1967 г. № 18; Ф. Р-661. Оп 4. Д. 1344. Л. 40]» (Улицы Улан-Удэ - памятники истории. Улан-Удэ, 2010.). Парк в п. Загорск носит имя Юрия Александровича Гарнаева.
