Né le 15 août 1981 à Novomitchourinsk, dans l'oblast de Riazan, au sein d'une famille ouvrière, Iouri Bykov grandit dans un village bâti autour de la construction d'une centrale électrique et voit son père, chauffeur de camion, quitter le foyer familial alors qu'il n'a que dix ans. Il travaille très jeune comme ouvrier tout en pratiquant le théâtre amateur, jusqu'à être repéré par l'acteur Boris Nevzorov alors qu'il interprète Molière lors d'une tournée régionale. Cette rencontre le conduit vers le cinéma : il réalise en 2009 son premier court métrage, Le Chef, dans lequel il joue également, avant de signer en 2013 Le Major, thriller policier tendu qu'il écrit, réalise, monte et interprète lui-même, sélectionné à la Semaine de la critique du festival de Cannes. Il confirme son talent l'année suivante avec L'Idiot !, drame social qui lui vaut une reconnaissance critique internationale, avant de réaliser Vivre puis Factory en 2018, poursuivant une œuvre exigeante centrée sur la Russie contemporaine et ses fractures sociales.
Issu lui-même d'un milieu ouvrier et marqué par une enfance difficile dans la Russie post-soviétique, Bykov puise directement dans son vécu la matière de ses films, qui dépeignent avec une grande authenticité la corruption, la précarité et la violence sociale ordinaire. Son parcours d'acteur de théâtre amateur avant de devenir cinéaste nourrit une direction d'acteurs précise et une écriture dramatique rigoureuse, où chaque personnage porte le poids d'un dilemme moral. On retrouve dans son cinéma l'influence du polar social soviétique et du réalisme russe contemporain, dans la lignée de cinéastes attachés à décrire sans complaisance les mécanismes de pouvoir et de compromission.
Le cinéma de Bykov se distingue par une tension dramatique constante et une économie de moyens qui renforce l'impact de ses récits, souvent construits autour d'un homme ordinaire confronté à un choix moral impossible. Il privilégie des décors bruts, une lumière naturaliste et des huis clos oppressants qui traduisent visuellement l'enfermement social de ses personnages. Sa mise en scène, dépourvue d'effets superflus, mise sur la performance des acteurs et la rigueur du scénario pour installer un suspense psychologique qui a valu à ses films d'être comparés au meilleur du polar social européen.
L'Idiot ! remporte le Premier Prix ainsi que le prix du jury des jeunes au Festival international du film de Locarno en 2014, et repart de l'Arras Film Festival avec l'Atlas d'argent de la mise en scène la même année. Le Major est présenté en sélection officielle à la Semaine de la critique du Festival de Cannes en 2013, où le film reçoit également un prix pour l'adaptation de ses sous-titres français.
L'acteur Kirill Poloukhine accompagne Bykov sur plusieurs de ses films, de Factory à L'Idiot ! en passant par Le Major, tout comme Ilya Issaïev et Boris Nevzorov, ce dernier étant l'acteur qui l'a lui-même découvert au théâtre. Bykov tient également lui-même des rôles dans plusieurs de ses films, cumulant les fonctions de réalisateur, scénariste, monteur et parfois acteur.
La corruption ordinaire des institutions et la compromission morale de l'individu face au système reviennent de façon obsédante dans l'ensemble de son œuvre, du Major à Factory. La précarité sociale et la violence de classe, héritées de son expérience personnelle, structurent également des films comme L'Idiot !. Le dilemme moral d'un homme seul, confronté à une décision qui engage sa conscience autant que sa survie, constitue enfin le fil conducteur central de son cinéma.