Magisterský titul z metalurgie Yury Gogotsi získal na Kyjevskom polytechnickom inštitúte. V roku 1986 získal titul PhD. na Národnej akadémii vied na Ukrajine v odbore fyzikálna chémia. V roku 1995 získal titul doktor vied DrSc. v odbore materiálového inžinierstva. Spolupracoval na výskumoch, ktoré rozšírili hranice vedy a vytvoril nové materiály na univerzitách po celom svete – v rodnej Ukrajine a v Nemecku, Japonsku a Nórsku.

V roku 1996 sa profesor Gogotsi presťahoval do USA, kde aj aktuálne pôsobí. V tom čase začal pracovať ako odborný asistent strojného inžinierstva na University of Illinois v Chicagu. Zo Chicaga sa v roku 2000 presunul do Philadelphie, na Drexel University. Tam v súčasnosti vedie nanomateriálovu vedecko-výskumnú skupinu, ktorá sa zameriava na syntézu a elektrochémiu nových nanoštrukturovaných uhlíkových materiálov, 2D karbidov a nitridov (rodinu materiálov MXene, ktorú objavil spolu s kolegami), ktoré môžu byť použité pri skladovaní a výrobe energie, v elektronike a v biomedicíne.

Profesor Gogotsi je produktívny vynálezca s desiatkami patentov licencovaných pre priemysel. Okrem toho sa venuje aj písaniu akademickej a vedeckej literatúry. Je spoluautorom dvoch a editorom štrnástich kníh. Viac ako 800 jeho článkov bolo publikovaných v recenzovaných časopisoch a je jedným z najcitovanejších výskumníkov na svete v oblasti chémie a materiálových vied.