De son vrai nom Juli Borisovitch Bryner, Yul Brynner est né le 11 juillet 1920 à Vladivostok (Peut-être le 7 juillet 1915 à l'île Sakhaline selon certaines biographies), en Russie. Il est le fils de Boris Bryner, un ingénieur suisse, et de Marousia Blag?vidova, fille d'un médecin russe de confession juive, ayant également des origines bouriates. Ses parents l'ont prénommé Juli en l'honneur de son grand-père paternel, Jules Bryner.
En 1927, lorsque Boris Bryner quitte le domicile conjugal et abandonne sa famille, Marousia emmène ses enfants Yul et Vera à Harbin, en Chine, où ils fréquentent une école tenue par une YMCA. Puis, en 1934, tous les trois s'installent à Paris. Pour gagner sa vie, Yul Brynner joue de la guitare dans des nightclubs. Il rencontre des intellectuels tels que
Jean Cocteau et devient apprenti au Théâtre des Mathurins. Puis, il travaille comme trapéziste au Cirque d'Hiver. Une grave chute de trapèze lui cause une quarantaine de fractures, et il doit abandonner le cirque. Il devient machiniste dans la troupe de Sacha Pitoeff.
Dès 1941, il part pour les États-Unis afin d'étudier le théâtre avec Michael Tchekhov. Il commence alors à se produire à Broadway sous le nom de Youl Bryner. Il fait ses débuts au cinéma en 1949 dans La Brigade des stupéfiants. À partir de 1951, il se rend célèbre en interprétant le Roi de Siam Mongkut dans la comédie musicale de Richard Rogers et Oscar Hammerstein II Le Roi et Moi. Pour ce rôle, il reçut en 1952 le Tony Award du meilleur acteur de comédie musicale dans un second rôle. Il joua 4 525 fois au théâtre le Roi de Siam, rôle pour lequel il se rasa le crâne ; cette comédie musicale fut transposée au cinéma en 1956 par
Walter Lang, l'acteur y reprenant le même rôle. Pour cette prestation, celui qui se fait désormais connaître sous le nom de Yul Brynner remporte l'Oscar du meilleur acteur.
Au milieu des années 1980, Yul Brynner apprend qu'il est atteint d'un cancer du poumon dû à sa consommation excessive de tabac (cinq paquets par jour). Il décide alors de tourner dans un spot publicitaire très poignant contre les risques du tabac : spot qui ne sera diffusé qu'après sa mort. Il décède le 10 octobre 1985 à New York, à l'âge de soixante-cinq (ou soixante-dix) ans. Ses cendres reposent dans le cimetière du monastère copte orthodoxe de Saint-Michel-de-Bois-Aubry, au hameau de Bois-Aubry sur la commune de Luzé en Touraine.